旋喷泵(又被称为旋转喷射泵、转壳泵和皮托泵)是一种极低比转速泵,具有特殊的水力部件结构和工作特点,相比其他单级离心泵,旋喷泵更适合在小流量、高扬程的工况下运行。近年来,旋喷泵的性能不断提高,结构不断优化。目前针对旋喷泵的理论尚不完善,旋喷泵关键水力部件的设计方法也不成熟,旋喷泵产品的可靠性和运行稳定性仍有较大的提升空间。对旋喷泵内部复杂流动理解不足是制约旋喷泵技术进步的重要原因之一。本文针对这一问题开展研究。由于旋喷泵转速较高,针对其内部流动的可视化实验研究难以开展,故本文采用计算流体动力学方法对旋喷泵内部复杂流动进行描述与特征分析。本文的主要研究内容:(1)分析旋喷泵的运行特点和结构型式,并与同类型泵进行比较。解释旋喷泵内部流动的研究方法,论述采用数值模拟方法研究旋喷泵内部流动的可行性。(2)对某旋喷泵过流部件和流体域进行三维造型,然后对模型进行网格划分;校验数值模拟方案的准确性,应用CFD软件对旋喷泵内部流动进行模拟。(3)对转子腔和集流管内的流动进行系统地分析,对比不同流量工况下的静压强和流速的分布,尤其对集流管对转子腔内流动的干扰进行解释,同时分析湍流参数在不同流量工况下的分布。(4)对集流管内设置导流板这一新的结构进行研究,分析导流板附近的流动参数分布,对导流板表面压强分布进行分析;求解集流管上所受的流体作用力,对集流管的受力特征进行分析,探究影响集流管工作可靠性的因素。通过研究得到如下主要结论:(1)在旋喷泵转子腔内,介质速度和静压强均沿半径方向逐渐增大,但在轴向上变化不大;集流管进口处流动状况比较混乱,引起较高的能量损失。(2)沿集流管的高度方向,出现复杂的绕流流动结构;同时,集流管的存在干扰了旋喷泵转子腔内的流动状态,在大流量工况下更为显著。(3)集流管的结构是影响转子腔内湍流脉动分布的重要因素,集流管入口处湍动能较高,在半径方向上,沿着集流管外壁,湍动能逐渐增加。(4)在泵轴方向集流管上所受的流体作用力远大于另外两个方向的力,解释了集流管断裂的原因,绕流板附近的静压强分布随着流量变化而发生明显变化。