喷水推进泵是喷水推进系统的核心驱动设备,在船舶推力等领域得到越来越多的应用,而其设计方法往往基于单相清水泵开展,未能衡量在实际河流含沙水中泵的推力性能。因此,研究喷水推进泵固液两相流动状态下的外特性、内部流动及推力特性的规律,对于该泵的运行有着十分重要的意义。本文运用理论分析、模型泵外特性试验数据相似换算、推力试验和数值计算相结合的方法,对喷水推进泵的固液两相流动作了较为系统的研究,主要工作及创新性成果如下:首次对喷水推进泵在不同含沙量的河流中的性能展开了研究,将水力机械固液两相流数值计算方法引入喷水推进泵的研究中,并通过泵相似换算的外特性数据及推力特性试验的结果验证了该数值计算方法的可靠性。通过对不同湍流模型数值计算的结果对比,确定了标准k-ε模型为最适合喷水推进泵的湍流模型,并基于此进行单相数值计算及固液两相流数值计算。结果表面:随着泵转速的增大和泵流量值的减小,泵的扬程值和推力值呈现出上升趋势,2000r/min的工况下泵推力可达额定工况的1.9倍;同时,效率值随着泵转速和流量变化的变化规律不一,总体上呈现先上升后下降的趋势。就低体积分数、低颗粒直径的含沙水而言,固相体积分数和固相颗粒直径对泵外特性的影响有限,相较于清水而言,固相体积分数为3%时泵扬程值下降7%,固相颗粒直径为0.3mm时泵扬程值下降4%。此外,固液两相流条件下不同泵转速对推力值的影响与单相数值计算结果基本一致。