消防泵作为消防防火的核心设施,对人民生命财产安全具有极其重要的作用。根据森林消防应用领域的特点,通常期望消防泵的扬程特性曲线平坦,大流量区的扬程不会有大幅度的下降,小流量区的扬程曲线无驼峰、高效区宽、使用范围宽；在操作方面,由于森林地区交通不便,电力供应匮乏,火点分散等特点,要求消防泵具有便携,高效的特点。因此,消防泵在水力性能及结构设计均提出了较高的要求,研究消防泵内部流动机理及其水力性能影响因素,为消防泵的设计提供参考依据。　　 本文是在前人对消防泵理论和试验研究的基础上,应用CFD技术,通过理论分析,数值模拟及试验,对导叶-蜗壳组合式消防离心泵外特性预测进行了分析,主要研究成果和结论如下:　　 1、简要介绍了CFD基本的理论,并给出了泵静止部件与转动部件在CFD求解过程中使用的控制方程,编写了泵进口圆截面上的速度分布UDF源程序,替代以往泵数值计算过程中使用进口平均流速的方法,使得泵进口处速度分布更符合实际。　　 2、泵的计算域由叶轮、蜗壳、导叶、前腔和后腔等组成,对计算域进行网格划分,基于不同网格尺寸进行对比分析,在设计工况下,网格尺寸为1.0mm、1.2mm、1.4mm、2.0mm时预测效率分别为68％、67％、67％、66％；预测效率偏差仅为2％,确定了数值计算所选用的网格数量。　　 3、采用Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、SST k-ω湍流模型预测效率分别为64.51％、66.45％、63.67％、63.32％,确定了计算湍流模型,并对泵内部流场进行了数值模拟。　　 4、在表面粗糙度R=0.05mm～0.2mm范围内,对泵外特性受表面粗糙度的影响进行了数值模拟,发现扬程随粗糙度的变化而变化。结果表明:随着表面粗糙度的增加,泵扬程特性曲线呈现平行下移趋势,在R=0.1mm时,预测扬程曲线与试验扬程曲线较吻合,此时,试验效率曲线比较接近R=0.05mm与R=0.1mm的预测效率曲线。　　 5、采用非定常算法对导叶-蜗壳组合式消防离心泵的全流场进行了数值模拟,并在模拟过程中设置了不同的时间步长进行计算,研究了泵的扬程、效率随时间的周期性变化,时间步长对泵外特性的影响以及叶轮转动角度对泵内流场的影响。　　 6、通过数值模拟和试验的对比分析表明,在全流场模拟的基础上,数值模拟结果与试验数据较吻合,验证了数值模拟在泵性能预测方面的可行性。　　 本文通过理论分析、数值模拟及外特性试验对导叶-蜗壳组合式消防离心泵进行了研究,探讨了湍流模型、网格尺寸、过流部件表面粗糙度、叶轮转动位置以及时间步长尺寸等对泵内流场及其外性能的影响,为今后该类型离心泵的优化设计提供参考依据。