双螺杆液力透平由于其脉动小、能输送气液两相流以及适合输送高粘度介质等优点,广泛应用于海洋工程、石油、环保、电力等领域。但是,双螺杆液力透平在实际运行时会内部存在不同程度的泄漏,从而导致容积效率的不同。本文以2/3齿双螺杆液力透平为研究对象,基于泄漏原理和泄漏通道的几何模型,对透平泄漏流量进行了详细的数学推导,并运用UG、SCORG和Pumplinx等软件对双螺杆液力透平系统进行三维建模及数值模拟,系统地研究了不同结构参数和不同工况对双螺杆液力透平内部流场、轴向力、泄漏流量以及容积效率的影响。本文的主要工作和创造性成果如下:(1)基于螺杆透平的密封特性,根据螺杆型线及螺杆螺旋端面齿形曲线的数学公式,完成了双螺杆液力透平的基础结构设计。(2)分析了双螺杆液力透平泄漏的基本原理,基于不同间隙泄漏通道,运用流体力学理论建立了对应的数学模型以及透平泄漏量理论公式,并给出双螺杆液力透平各项性能参数的计算公式。(3)利用数值模拟揭示了双螺杆液力透平内部流场的分布规律。研究发现,螺杆被分成了以啮合线为界限的四个不同压力等级的密封腔,且随密封腔的移动而逐级递减。高速流场主要集中在圆周间隙、齿间间隙和齿侧间隙区域,其中,齿间间隙对泄漏的影响作用最明显。阴转子比阳转子更易发生形变,且泄漏现象也会更加严重。(4)首次研究了齿间间隙、圆周间隙、间隙宽度等几何尺寸对双螺杆液力透平性能的影响。结果表明:主从螺杆压力分布趋势一致,且间隙处压力、速度和泄漏流量都随间隙的增大而增大。对于同一螺杆,泄漏量随间隙增大呈先升后降的趋势,且齿间间隙的泄漏量远远大于圆周间隙和齿侧间隙的泄漏量。(5)首次研究了进出口压差、转速以及介质粘度对双螺杆液力透平泄漏的影响。结果表明:间隙处泄漏速度与进出口压差呈正比,于介质粘度呈反比。泄漏流量随着进出口压差、转速、介质粘度的增大而增大,但沿螺杆轴向方向逐级递减。容积效率则随进出口压差的增大而减小,随主螺杆转速及介质粘度的增大而增大。此外,还发现相邻密封腔的压差是螺杆透平发生泄漏的主要原因。