在国民生产与生活中泵的应用非常广泛,如应用于采矿坑道的排水、船舶制造、冶金冶炼炉、工业制冷、喷射制冷循环中各种液体的输送、农业灌溉、城市排水、电力系统、国防建设等各个领域。工质泵作为喷射制冷系统中的动力部件,其性能的好坏对系统的稳定运行及系统效率的高低起着至关重要的作用,国内的工质泵主要存在效率低、性能差、抗气蚀能力低、扬程低等问题,而应用于太阳能喷射制冷系统中的工质泵效率更低,本文选取离心泵作为研究对象,建立不同叶片数目工质泵的三维模型,文中详细分析了叶轮内的压力与速度的分布规律以及空化现象的分布,对比不同湍流模型下仿真模拟与实验,验证了DES湍流模型在多级离心泵模拟的可靠性。主要研究内容及结果如下:(1)本文综述了当前国内外太阳能喷射制冷系统中工质泵的研究现状,及泵研究过程中存在的问题,选择立式多级离心泵25CDLF1-36为研究对象,利用经验公式和已知的泵参数(扬程200m,额定流量1m~3/h,转速2900r/min,级数36级等)计算得出轴径及叶轮轮毂直径、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、进出口直径等。(2)根据已知参数和计算得出参数,利用cfturbo软件建立25CDLF1-36多级离心泵的首级叶轮模型,然后运用pumplinx对所建模型进行网格划分以及模拟计算,根据计算所得结果对25CDLF1-36多级离心泵进行流量、扬程及效率的分析,所得结果与已知扬程、效率基本一致。(3)对所建模型进行实验验证,对实验结果进行分析。在设额定流量下,泵的实测效率为34.5%,扬程为198m。工质泵总效率的不确定度为3.81%(4)利用正交试验分析法,建立了3因素3水平的正交试验分析表,对选取的9种试验方案分别进行数值模拟计算,根据计算结果建立的正交分析表可知:影响工质泵性能的因素由主至次依次为叶片出口宽度、叶片出口角、叶片进口角;其中主要影响因素为叶片出口宽度,其次为叶片出口角,最后为叶片进口角。并对选取的最优方案进行建模和数值计算,分析其在不同工况运行下叶轮和叶片流道内的压力和速度分布规律及空化现象分布情况。(5)在正交试验的基础上,分别建立不同叶片出口角、叶片进口冲角、叶轮出口宽度等参数改变后的模型,仿真计算泵内部的流场分布和外特性曲线的变化。探究叶轮内部的流动损失机理,得出的叶片中过渡段结构形式以及叶轮各项参数改变对多级离心泵性能的影响,根据模拟结果得出泵在额定流量下扬程为198.6m,效率为36.3%。结果表明优化模型显著降低了水利损失。同时验证了正交分析法的可行性。本文的研究为工质泵的设计、内部流场分析、性能预测提供了经验和方法。