渣浆泵是国民经济发展中应用非常广泛的工业泵之一,对其结构和性能的优化改进意义重大。介质的多样性和复杂性给渣浆泵的理论研究带来许多困难,到目前为止,仍然没有公认的渣浆泵设计理论和方法,渣浆泵的优化改进设计更多的是借助于清水离心泵的设计理论方法,随着CFD技术在水力机械学科的应用与发展日益成熟,通过结合数值模拟方法,不仅可以极大程度地缩短渣浆泵的开发周期,而且可以减少渣浆泵的试验次数,从而降低研发和生产成本。本文以BZ型渣浆泵为研究对象,采用数值模拟技术及方法,首先预测了渣浆泵原始模型的水力性能,分析了各个过流部件内部流动特性,并根据原始模型特点,参考清水离心泵基本理论和借助渣浆泵设计经验,分别对叶轮和蜗壳给出了特性优化的水力设计方案。针对叶轮,提出A、B两种优化思路,思路A改变了原始叶轮直径、出口宽度和进出口安放角等几何参数;而思路B保持原始方案叶轮直径和出口宽度不变,仅对叶片进出口安放角和叶片头部圆弧大小做了适当修改。经过多案例对比计算与分析,最终提出了A、B两种优化方案;针对蜗壳断面设计,在保持原有设计优点的基础上,提出一种“反S形”型线参数变化规律设计方法。另外,本文在传统的扩散管基础上,通过改变喉部断面面积,提出一种新型的蜗壳半收缩型扩散管结构。最后,处理数值模拟计算结果得到渣浆泵优化前后的外特性曲线,并探讨和分析优化前后叶轮和蜗壳的内部流动特性。研究表明,本文的两种优化方案都使渣浆泵的整体性能明显优于原始方案,各项性能评价指标也均达到了预期目标。优化后的叶轮不仅减小了叶片头部冲击损失,而且叶轮流道内的漩涡有显著改善;按照“反S形”型线参数变化规律生成的蜗壳,其内部速度分布更加合理,水力损失降低;半收缩型扩散管具有和普通扩散管一样的能量转化效果,同时增大扩散管收缩度,能减小水流冲击蜗壳隔舌的面积,降低蜗壳中的水力损失,外特性还显示,增大扩散管收缩度还有利于改善水泵“驼峰”现象。