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我国河流多属于泥沙河流,且随着我国工业的快速发展,固液两相流泵的应用越来越广泛,因此运行在含沙水流中的离心泵,很容易遭到泥沙冲击磨损的破坏,威胁着离心泵安全和稳定性。因此,对含沙水流离心泵内部流动特性的研究具有重要的理论和现实意义。本文对离心泵在清水和水沙两相流情况下的内部流动进行了数值模拟,主要研究内容及结论如下:第一,对离心泵轮毂头部形状对进口流动的影响进行了研究,圆锥型时叶片进口速度比较集中,速度分布不均匀,对顶部的磨损比较大,但其产生的最低压力最小,球型时速度分布比较均匀,但随球型的增大顶部和圆柱型一样会有漩涡,且最低压力较大。根据此研究结果,结合工程实践应用,确定了离心泵的计算几何实体模型。第二,对清水及水沙两相流两种情况下离心泵内部流动进行了数值模拟。分别采用双流体模型和颗粒轨道模型模拟了水沙固液两相条件下离心泵内部流动。其中,采用双流体模型揭示了不同粒径、不同浓度下,离心泵压力、速度和沙粒浓度的分布规律;采用颗粒轨道模型计算阐明了不同工况不同粒径下,离心泵的磨损部位及程度。研究结果表明:大流量工况磨损严重,主要磨损部位在叶片吸力面中部至出口,叶片工作面进口处和出口处,小流量工况磨损较轻;沙粒浓度越大,粒径越大,分布越集中,对离心泵的磨损越大,效率下降的幅度越大。第三,采用双流体模型计算分析了混合沙粒对离心泵的影响,得出了结论,混合沙粒粒径差别较大时,小沙粒在叶片上的分布区域大,大沙粒分布区域很小,其它的变化和单粒径的沙粒计算结果基本一致。