多级离心泵多用于高扬程、大流量的场合，由于它以上的特点它所消耗的功率也是很大的。多级泵主要用于排灌、石油工业、造船工业、建筑工业等大型的工程项目。随着国民经济的快速发展，自然环境的恶化和水资源的短缺，各行各业为了降低成本和提高竞争力，对多级泵的性能要求越来越高。由于多级离心泵用量大，应用广泛，能耗高，近年来一直是节能的主要对象。多级离心泵的结构是十分复杂的，在设计时需要兼顾各个方面对性能的影响。例如，与泵内部流场相关的水力参数及热力学参数;多级离心泵各个部分的形状和大小的几何参数;两级叶轮之间的过渡流道等。选择合理的参数配合，需要反复不断地设计，十分困难。本文通过总结多级离心泵的发展及研究现状，对多级泵的设计方法、内部流场、优化设计和轴向力平衡进行较为系统的分析，主要内容和结论如下:　　1.通过对离心泵的国内外研究与发展现状的归纳，得出当前需要解决的问题，明确了基本技术路线。　　2.根据设计参数确定多级离心泵的整体结构。叶轮和导叶的主要结构参数，用速度系数法设计。　　3.运用Pro/E软件，对叶轮和导叶进行建模;利用非结构网格技术进行网格划分;借助CFX软件，采用数值计算的方法分析多级离心泵在设计工况下的内部流动状况。　　4.分析叶轮和导叶内的流动状况，结果显示:叶轮进口处流动比较稳定。随着叶轮的旋转，将能量传递给叶轮内的流体，叶轮内流体的速度和静压分布均为沿径向渐渐增加。在正导叶进口处压力波动最大，这是由于流体在离开叶轮进入导叶的过程中发生激烈的碰撞所造成的。流体进入正导叶后，流体的速度能逐渐转化成压力能，在扩散段尤其明显。经过扩散段的增压，流体在正导叶出口处压力值增加到最高。流体在进入反导叶前，在环形空间内湍动能梯度变化明显。说明该处能量损失大，导叶有待于进一步改进。经模拟结果显示，该泵整体效率为61.9％，效率偏低。其中叶轮效率为91.2％，导叶效率为67.9％，因此下面着重对导叶进行优化设计。　　5.针对径向导叶的不足之处，综合考虑效率和制造成本，本文选择带有正导叶的流道式导叶来取代径向导叶。对新导叶的4个几何参数进行了正交试验，从而确定了各个尺寸对导叶影响的大小，并从中得出最佳的设计方案。经模拟结果显示优化后的导叶效率达到88.5％。　　6.对优化后的多级泵进行模拟计算，得出它的外特性曲线;对多级泵的轴向力进行计算，根据计算结果设计平衡盘来抵消轴向力。最后根据设计参数制造模型泵，并对模型泵进行试验验证，实验的结果显示泵的设计合理，与模拟结果相符。