离心泵作为一种重要且普遍的流体运输机械,广泛应用于各个行业及部门。其运行方式必然会产生噪声和振动,目前降低离心泵的噪声是一重要的研究热点。本文以一台单级单吸离心泵研究对象,通过试验与数值模拟结合的方式,采用RNG k-ε模型对离心泵进行全流场非定常数值模拟,并根据FW-H方程提取蜗壳壁面的湍流脉动作为偶极子声源,基于声学边界元法进行离心泵声场计算,将声学计算结果与流场压力脉动结果进行综合分析。并通过探究叶轮几何结构变化对离心泵内外声场的影响,以期找出最优的结构参数。主要研究内容和结论如下:1.离心泵湍流压力脉动与内声场特性的相关性分析。对不同工况下的模型泵进行试验与数值模拟计算,结果表明:蜗壳隔舌与叶轮的动静干涉是引起蜗壳内压力脉动峰值剧烈变化的主要原因,其中设计流量及大流量工况下隔舌处压力脉动为最高,蜗壳出口次之。不同工况下的脉动峰值主要集中在叶频及其倍频,以1倍叶频下的峰值为最高。不同工况隔舌区域的压力脉动在设计工况下最低。湍流压力脉动与内流场噪声具有相关性,湍流压力脉动峰值大的区域声压级也较大,两者呈正相关的关系。射流-尾迹效应导致叶片出口背面为低压,叶片扫掠隔舌时,形成的射流使得叶片出口区域具有较高的切向速度和较低的径向速度。蜗壳内声场分布呈现偶极子特性,且隔舌附近的声压级梯度较大,隔舌是主要的噪声源。不同特征频率下,叶频下的声压级为最高,出口段的声压级大于进口。流量是影响内声场噪声的主要因素,设计工况的最大声压级较其他工况低。2.离心泵缝隙引流对声场特性的研究。通过对叶轮叶片进行缝隙引流,调节叶片压力面与吸力面的压力分布,从而改善叶轮出口的流动情况。结果表明:叶轮叶片工作面与背面的压力差是造成叶轮尾迹-射流和出口不均匀流动的主要因素。缝隙在叶片尾缘能较好的平衡叶片两侧的压力分布,合理改善叶轮出口处的流动状态。开缝叶片对降低内外声场的声压级有一定的积极作用,径向开缝直径在γ=0.90时,声压级降低较为明显,且缝隙的宽度越宽,声压级越低,但扬程的损失随之增大,因此,在开缝宽度δ=0.5时离心泵降噪效果较优。3.叶轮前后盖板切割对离心泵噪声性能的研究。通过对叶轮前后盖板进行切割,保留叶片出口直径不变,从而减少叶轮出口流体对蜗壳的冲击作用,结果表明:对叶轮盖板进行切割可以减小叶片尾缘的湍动能波动区域,减弱蜗壳内的漩涡强度,从而改善流体的流动状态。压力脉动与内声场声压级相关联,侧面反映声压级大小,隔舌为主要噪声源,切割叶轮盖板可以有效减小蜗壳内部的压力脉动,进而减弱内外声场噪声。对叶轮盖板进行切割且保留叶片可以在保证扬程损失小的基础上有效降低噪声,当△a=7mm,即切割量百分比为△a/D2=5.4%时,降噪效果最好。流体激励泵体的外声场分布情况受泵体形状和内流场的共同影响,声压级极大值主要分布在易受冲击的底座与自由度约束较少的管道周围。