计算并分析不同进水流量下化工流程泵内部流动特性并进行实验对比。借助CFD软件,采用S-A湍流模型与N-S方程进行封闭计算,计算泵内流道湍流场。计算分析表明进水小流量时,吸力面靠近叶片进水边局部范围出现负压区,该负压区在泵进水流量较小时易产生,该负压区易对叶轮造成气蚀破坏,与泵实际运行结果相吻合。同时,该区域在小流量时出现较大“涡流”,低压区在叶片背面靠近进水边位置尤为明显,靠近蜗舌的压水室内产生较大回流,严重制约泵流动性;计算与试验表明针对化工流程泵内部复杂三维流动及水力性能进行预测的数值模拟分析可靠。

针对我国轴流泵以及轴流式水轮机效率普遍偏低的情况,考虑到轴流叶片外缘、轮毂处的边界层及间隙流的影响,在轴流式叶片设计的传统升力法模型中引入修正系数A（R,δ）进行改进,得到了改进升力法设计模型,并同时应用传统升力法和改进升力法对一轴流式水泵和水轮机叶片进行了对比设计,并利用NUMECA软件进行流动模拟,分别得到转轮（叶轮）叶片表面及轮毂、轮缘处的速度-压力分布以及各工况的效率计算结果,证明了改进升力法较传统升力法好,改进效果显著,有效地提高了轴流式水力机械的效率,改善了轴流式水力机械内部流动的速-压分布。为轴流式叶片的设计提供了一种新的计算模型。

为了探究偏置状态迷宫密封的泄漏特性,使用ICEM CFD软件对迷宫密封水体模型进行结构化网格划分,并选择标准k-ε湍流模型,以不可压缩流体为工作介质对不同偏心率的迷宫密封进行了数值模拟计算,分析了不同间隙和压比对偏置迷宫密封泄漏特性的影响。结果表明：迷宫密封在偏心率不变的情况下,密封泄漏量随着节流间隙的增大而增加;密封泄漏量随着压比的增大而增加,且在高压比工况下,泄漏量随偏心率的变化更加明显。

针对我国轴流泵效率普遍偏低的情况,结合轴流泵叶轮轮缘、轮毂处的边界层及间隙流的影响,在传统的升力法模型中引入修正系数,对传统的升力法公式进行改进,得到改进的升力法,应用两种模型完成叶轮叶片的设计,并利用NUMECA软件进行数值模拟,得到采用改进的升力法设计的叶轮叶片表面及轮毂、轮缘处的速度及压力分布均较传统升力法设计的好,设计工况点的效率比采用传统升力法设计的叶轮高2.5%。