双吸式离心泵由于流量大、扬程高的特点,在引黄灌区泵站中得到广泛应用。水泵在设计时是以清水作为工作介质,当含沙水流以较高的流速流经水泵时,将对过流部件产生严重的泥沙磨损,使水泵性能恶化,寿命缩短,严重影响到泵站的安全稳定运行。因此,对双吸式离心泵泥沙磨损特性进行分析并提出相应的抗磨损措施具有重要的意义。本文采用CFD方法,对双吸式离心泵叶片泥沙磨损特性进行研究,并运用仿生学思想提出一种带凸包体的抗泥沙磨损叶轮结构。主要工作如下:(1)采用欧拉—拉格朗日两相流模型和离散冲击模型(DPM)对5种不同粒径(0.02 mm、0.04 mm、0.12 mm、0.2375 mm 及 0.4725 mm)泥沙作用下,双吸式离心泵内固液两相流及叶片泥沙磨损情况进行模拟,结果表明:不同粒径工况下,叶片出口附近的位置磨损比较严重;随着颗粒粒径增大,叶片头部磨损加重,压力面和吸力面磨损先减轻后增强。数值模拟预测的磨损位置和试验测得的磨损位置基本一致,表明本文采用的冲蚀磨损预测模型是可靠的。(2)提出一种带仿生凸包体的抗磨损叶片,对5种不同粒径(0.02 mm、0.04 mm、0.12 mm、0.2375 mm及0.4725 mm)工况下仿生叶片磨损特性进行研究发现:与原型叶片相比,各粒径工况下,仿生叶片均表现出更好的抗磨损特性;分析了 3种仿生凸包体高度(1.0mm、1.5mm、2.0mm)对叶片抗磨损特性的影响,结果表明:采用三种不同高度的凸包体,叶轮均显示出良好的抗磨损特性。