离心泵是重要的能量转换和流体传输装置,氟塑料以其耐强腐蚀性能被广泛应用于工业、农业以及航天领域。欧美等发达国家对氟塑料离心泵性能预测和内部流场分析有较长久的研究,理论基础较为完善。而对中国,其理论方式和流场剖析等方面远次于发达国家。因此,完善国内离心泵的理论基础对工业、农业及航天领域的发展有深远的意义。数值仿真中的CFD方法是优化离心泵整体机能优良且高效的方式,近年来被广泛应用在离心泵机能优化仿真。综上,本文通过大涡模拟仿真形式为依托,将氟塑料离心泵的性能分析与计算流体动力学研究紧密结合,获得离心泵的全流场速度、压力、涡量分布图,并对各流量下的流场进行性能分析,对离心泵结构设计与性能分析有部分程度的帮助和指导。本文进行了如下内容的具体研究:首先,利用CATIA建模软件,按照叶片木模图、扭曲叶片的轴面投影图和蜗壳的水力性能图对泵腔流道和扭曲叶片叶轮进行建模。其次,以流体力学为基本理论,采用基于大涡模拟的XFlow流场仿真软件对整机过流流道进行流场仿真,获得了速度、静压、涡量的内流场分布图。再次,用以GE PAC来搭建氟塑料离心泵各参数的数据采集系统,并通过iFIX对运行过程进行实时监控,获得氟塑料离心泵各参数的数据。最后,对数值模拟和测试结果进行数据的研究和深入分析,得出氟塑料离心泵不同结构对性能影响的结论。仿真获得的流场分布图详细地展示了叶轮上叶片数的不同对内流道流场的影响。本数值模拟采用大涡模拟(LES),其原理是以正常网格直接来模拟湍流强度较大的扰流运动,同时利用网格较小的次网格模型来仿真湍流强度较小的扰流运动对湍流强度较大的扰流运动所造成的影响。LES可以获得雷诺时均法达不到的更加细致精密的流场图像。之后,对六叶片氟塑料离心泵的效率-流量性能和扬程-流量性能进行了“仿真-测试”对比和研究,验证了六叶片氟塑料离心泵流道数值仿真的合理性,进而推出各叶片下流道数值仿真具有合理性的结论。模拟结果表明,离心泵叶片数量过多,会使叶片表面摩擦力做功加大,使得离心泵出口处的总功减少,从而降低离心泵的扬程和效率。经过模拟测试研究分析发现,当叶片数为5时,离心泵流场的综合性能最好,运行效率最高,湍流强度低,流场稳定性最好。本文为氟塑料离心泵结构和机能的分析和研究提供了部分理论支撑,对提高离心泵产品质量有更加实际的意义,对离心泵泵壳的现实生产有指导作用。