本文在国家杰出青年基金项目“离心泵基础理论和节能关键技术研究”(编号:50825902)、国家自然科学基金“离心泵内部非定常流动诱导振动和噪声机理"(编号:50979034)和江苏省科技计划项目“离心泵叶轮进出口回流的生成机理及流动规律”(编号:BK2009218)的资助下开展工作。随着人们对离心泵运行稳定性和振动问题的日益重视,对其内部流动的研究显得十分必要。离心泵叶轮与隔舌的动静干涉是造成离心泵流动诱导振动的重要因为,叶轮与隔舌间隙的变化对离心泵压力脉动和径向力特性的影响很大。本文通过改变蜗壳基圆直径改变叶轮与隔舌之间的间隙,研究了离心泵叶轮与隔舌动静干涉作用。通过改变隔舌型式,采用数值模拟及试验的方法,寻找不同隔舌型式对离心泵性能及压力脉动的影响规律。主要研究内容及创新点有:　　 1.总结了离心泵动静干涉作用的国内外研究进展和三个主要影响因素,并通过对离心泵压力脉动、径向力和轴向力机理的分析,得出可以将离心泵压力脉动、径向力和轴向力特性作为表征动静干涉作用的物理量。　　 2.采用CFX软件对离心泵内部流动进行了三维定常数值模拟,分析了不同基圆直径和不同隔舌型式离心泵性能特性和作用在叶轮和蜗壳上径向力特性,得出:采用不同基圆直径及不同隔舌型式时,作用在叶轮上的径向力不同；随着基圆直径的增大,作用在叶轮上的径向力减小,且适当增大蜗壳基圆直径可提高水泵的扬程和效率；采用短舌比长舌作用在叶轮上的径向力小,且高效区增宽。　　 3.在定常计算的基础上,对不同基圆直径及不同隔舌型式离心泵进行三维非定常数值计算,揭示了作用在叶轮上的扭矩特性、叶轮和蜗壳上的径向力特性和离心泵的压力脉动特性。主要结论有:　　 (1)首次采用大涡模拟监测到叶轮旋转一个周期内,作用在叶轮上的径向力呈明显的六角星型分布,作用在蜗壳上的径向力基本呈椭圆型分布,并讨论了径向力分布的象限位置。　　 (2)不同工况下叶轮旋转一个周期内,作用在叶轮上的扭矩、径向力和蜗壳壁面处压力脉动均呈规律性的周期波动,径向力和压力的脉动频率均以叶频及其谐频为主。　　 (3)讨论了蜗壳壁面沿流动方向压力的分布规律,随着偏离叶轮出口的距离越来越远,脉动的幅值有减小趋势,但并不是沿流动方向一直减小；离隔舌位置最近的测点,受动静干涉作用影响最强,脉动幅值最大。　　 (4)分析了不同基圆直径和不同隔舌型式蜗壳离心泵的动静干涉作用,发现随着径向间隙的增加,作用在叶轮上的径向力和离心泵压力脉动叶频及其谐频脉动幅值减小。说明适当增大叶轮与隔舌的径向间隙可以改善作用在叶轮上径向力和离心泵压力脉动,从而改善离心泵动静干涉作用。　　 4.搭建了离心泵蜗壳壁面压力脉动测试装置,讨论了离心泵蜗壳壁面压力脉动试验装置和试验需解决的关键问题,通过采用长隔舌、中隔舌和短隔舌这三种隔舌实验分析了不同隔舌型式对离心泵压力脉动的影响,通过变频调节运行获得不同转速下离心泵的压力脉动特性。主要结论有:　　 (1)离心泵采用中舌和短舌后,其高效区增宽,扬程曲线变得更平坦。　　 (2)离心泵压力脉动测点处的压力绝对波动值均比采用长隔舌时降低,测点处的压力脉动峰峰值在各个工况均有所下降,说明采用中舌和短舌较好地改善了离心泵的压力脉动,从而改善离心泵的动静干涉作用。　　 (3)在转速n=2643 r／min、2825 r／min和2945 r／min下,随着流量的增大,离心泵测点处压力脉动峰峰值在增大；在相同的流量下,电机转速越大,测点处的压力脉动峰峰幅值越大。