凝水泵是海洋装备和能源领域液体输送的关键设备。凝水泵的空化等不稳定流动现象对设备系统的高效及安全稳定运行造成一定威胁,会导致其本身水力性能下降、增加装置流体流动的振动与噪音、减小设备的使用寿命。因此对凝水泵内部空化特性的研究具有重要学术意义及工程实用价值。首先,本文以凝水泵作为研究对象,采用定常数值模拟对不同工况进行数值模拟分析。发现在设计工况下,凝水泵内的静压由叶轮中心向蜗壳出口逐渐增大,压力梯度变化明显且分布均匀,凝水泵内部流动稳定。在偏离设计工况下,凝水泵内部流态紊乱,其中小流量工况下,在靠近蜗壳隔舌的叶轮流道内产生回流漩涡,流量越小回流漩涡越明显,导致凝水泵内流体流动紊乱;在大流量工况下,随着流量的增加,流体流速逐渐增高,流速较高区域在叶片出口位置及隔舌附近。然后,采用非定常数值模拟对凝水泵在小流量工况、设计工况及大流量工况下进行空化特性研究,主要对不同空化余量下叶轮切片上的空泡分布、叶轮内空泡形态及叶片表面载荷分布进行分析。研究发现:在设计工况下,凝水泵初生空化余量NPSHa=4.28m,叶片吸力面上出现微小空泡并且附着于叶片头部位置靠近叶轮后盖处;空化发展过程中,空泡向叶轮前盖位置移动并延伸至流道内,对更多流域造成阻塞;凝水泵临界空化余量NPSHa=0.91m,叶片吸力面上空泡体积长度约占叶片弦长的1/3至1/2;严重空化时凝水泵扬程骤降,是由于空泡附着于叶片压力面,使得压力曲线发生变化,做功下降。在偏离设计工况下,叶片进口冲角增大,由于叶片进口边对主流有较强的剪切力,导致凝水泵更易发生空化,初生空化余量在设计工况下达到最优,临界空化余量随着凝水泵流量的增加而增加,其中在小流量工况下,空化对凝水泵内流体的排挤作用不明显,对其性能影响较小;在大流量工况下,凝水泵内流体流速相对变大,导致泵内不稳定性增强。最后对凝水泵的压力脉动信号进行分析,研究发现:在三种工况下,在凝水泵进口部位,流道流体流动较为稳定,压力脉动系数幅值沿流道进口到出口逐渐增加,但幅值较低,空化对进口流道影响较小,无空化与空化时主频均为转频。在凝水泵叶轮部位,吸力面与压力面压力脉动系数幅值沿流道逐渐增加;空化流动导致叶轮内部压力脉动波动明显,主要表现在叶片吸力面;无空化与空化时主频均为转频,次频均为倍数转频。在凝水泵蜗壳部位,压力脉动系数幅值沿蜗壳流道呈现先减小后增大的趋势,隔舌处压力脉动幅值最大,在蜗壳第五断面流动稳定性最强;无空化与空化时主频多为叶频,次频多为转频;偏离设计工况下,空化流动对蜗壳内部压力脉动影响较大。