立式长轴消防泵主要应用于海上平台、海上码头等远离陆地、缺乏大量陆上水源供应的消防场所,以海水为消防水源,具有占地面积小、流量大、扬程高、启动迅速和运行稳定等特点。立式长轴消防泵与其他普通泵的区别在于,其泵轴很长,且传动轴的长度可以根据海平面的高度进行调节。当海平面低于泵组安装基础时,立式长轴消防泵可以倒灌进水,能够避免因为较高的吸上高度而产生的引水和汽蚀等问题。立式长轴消防泵作为一种大型立式旋转机械,其转子系统的稳定性是整个泵组安全保障的关键。本文以XBC18-178-240LC3型号的立式长轴消防泵为研究对象,对该泵在不同轴段长度联接下的轴系转子静动力学特性进行研究,主要应用CFD模拟方法和Workbench模块对立式长轴消防泵轴系转子进行全流场模拟、流固耦合、轴系转子强度校核、轴系转子模态分析以及临界转速研究,主要研究内容和创新结果如下:（1）模型水力性能分析:首先对单级泵进行数值计算和实验研究,并与单级泵的水力性能实验数据进行对比分析,获得可靠的单级泵数值计算方法后,再采用相同计算设置进行多级泵的全流场模拟计算,把得到的模拟结果用于轴系转子的静力学特性分析。（2）不同轴段长度联接下轴系转子静力学特性分析:首先设计三种不同轴段联接方案（Z4模型、Z5模型、Z6模型）,然后研究三种方案下轴系转子的总形变量及其等效应力变化规律,分析在保证中间轴总长不变的情况下,改变单段中间轴长度与轴段个数对轴系转子总形变量和等效应力的影响规律。结果表明,增减单段中间轴长度以及轴段个数会影响转子模型形变量和等效应力等静力学参数。（3）不同轴段长度联接下轴系转子模态分析:首先分析单级叶轮的前6阶固有频率和振型规律,并对比单级叶轮的干湿模态振型;然后分析Z4、Z5（原模型）和Z6三种模型轴系转子的前12阶固有频率和振型及其变化规律。结果表明,水附加质量会降低叶轮在水中的固有频率和振幅;改变单段中间轴长度和轴段个数会对轴系转子固有频率以及模态振型产生较大的影响。（4）不同轴段长度联接下轴系转子临界转速分析:首先分析在边界条件设置相同下,轴长对临界转速的影响;然后分析Z4、Z5（原模型）和Z6三种模型轴系转子在前12阶转子模态中出现的临界转速变化规律。结果表明,不同轴段长度连接下的轴系转子,其临界转速出现的阶次不同;在中间轴总长不变的情况下,单段中间轴长越小,轴系转子临界转速越大。（5）叶轮不同位置下轴系转子临界转速分析:首先设立九种不同叶轮布置间距方案,然后研究不同方案下轴系转子在前12阶模态中出现的临界转速变化规律。结果表明,叶轮位于轴上不同位置会对轴系转子临界转速产生很大的影响;轴段较少的模型,其临界转速（6阶及以内）随叶轮级间距的增大而减小;而轴段较多的模型,其低阶临界转速（5阶及以内）随叶轮级间距的增大而减小,高阶临界转速并不满足这个规律。结合以上分析,考虑到轴系转子静力学特性、临界转速变化、叶轮级间距分布以及实际的工程应用等因素,本文选取Z5-级间距800mm的轴系转子模型作为最佳方案,为后续立式长轴消防泵设计优化提供理论支持。