固体物料的水力输送是固液两相流动典型的工程应用，螺旋离心泵作为一类新型的杂质泵，在输送固-液两相流体时具有突出的优越性，如高效、耐磨、抗堵塞等。其独特的螺旋离心叶轮在输送固-液两相流时的能量转化机理和非定常流体动力学行为是流体机械和多相流体力学新的研究方向。　　本论文采用理论分析、数值模拟和试验测试的相结合的研究方法，对100LN-7型螺旋离心泵进行了全方位的研究，主要工作如下：　　（1）搭建了100LN-7型螺旋离心泵外特性试验的开式和PIV测试综合试验台，进行了外特性试验，并通过数值计算，分析了100LN-7型螺旋离心泵性能特性及含沙水对外特性的影响；　　（2）基于混合多相流动力学模型和流动区域分体-合并技术，建立了描述旋转水力机械内固液两相流非定常流动的控制方程和数值模拟方法。为了保证计算结果的准确性，对低浓度固液两相流数值模型进行了改进。通过数值模拟和瞬态测试手段、图像处理技术，获得了螺旋离心泵内部非定常流动信息，并由此建立流体流动结构中大尺度涡结构预判、扩散及发展的演变模型；　　（3）螺旋离心泵的独特之处就在于叶轮，叶轮也是螺旋离心泵做功的核心部件，而其单叶片非对称性的结构，决定了其具有强非线性变化的水动力。针对叶轮做功过程，分析了螺旋离心泵固液两相流非定常流动情况下的动力学特性；　　（4）基于固-液两相流理论，应用欧拉方程，引入扬程系数和载荷系数，揭示了螺旋离心泵叶轮域能量转化机理和叶轮做功能力。　　研究表明叶轮旋转的周期性和压水室的几何形状的非对称性，使得螺旋离心泵内部流动呈现出强烈的非稳态周期运动特性，同时，固相的体积分数和粒径变化更增加了湍流的强非线性程度，改变了流场的流动特性和流动结构。　　叶轮进口前存在的强烈预旋，使流体介质在进入叶轮流道前已形成一定的入流角，有助于固体物顺畅地进入叶轮流道。泵进、出口压力和叶轮轴向水动力脉动近似呈正弦函数分布，叶轮径向水动力近似呈椭圆函数分布；沿包角的速度梯度和压力梯度与包角的大小近似成反比关系；旋转的非对称叶轮与壳体之间的动静耦合形成了一个周期性容积变化，对流道内的流体起到了一个近似螺杆泵的周期性功-能转换作用。　　叶轮是对流体做功和流体获得能量的关键区域，流体的大部分能量在实际流道内获得。由于叶轮旋转使得流道过流面积发生着变化，叶轮流道有“蓄积”和“释放”能量的功能。泵的运行存在时间效应，叶轮内能量的输入输出改变并不同步，所以离心泵内能量转换呈现出不稳定的波动特性。　　随着包角和半径的增加，离心力、叶片翼型升力载荷系数基本上呈现出先增加后减小振荡的趋势。在叶轮总包角的前1/3流道区域，流体的能量主要来源于螺旋离心叶轮的升力和推力做功，并引导低能位流体柔和顺畅地进入叶轮高能位流体功-能转换区域；从叶轮总包角的1/3到叶轮最大半径处，离心力对流体的做功起到了主导作用，该区域同时也是流体能量增加的主要区域。　　以上研究成果为该类固液两相流泵设计理论的完善和应用提供参考依据，还将会丰富固液两相流水力机械的非定常流动理论，并促进固液两相流科学在水力输送等工程领域的应用。