摘要：矿浆泵作为深海采矿水力管道提升系统的关键设备之一,存在易磨损、维修及更换困难等问题,针对上述问题,采用Fluent软件对矿浆泵内固液两相流进行数值模拟,研究转速、流量、颗粒粒径及颗粒体积分数对矿浆泵内固液两相流动规律的影响。论文主要研究工作如下：基于水力输送系统理论,建立了矿浆泵设计参数的计算方法,并对1000m中试采矿系统进行了参数计算,依据矿浆泵的特殊工作环境,对矿浆泵进行了结构设计以及水力设计,进而完成了矿浆泵的复杂三维数字化造型设计。建立了基于欧拉-欧拉模型的矿浆泵固液两相流动控制方程,对矿浆泵内固液两相流进行了数值模拟,揭示了转速、流量和颗粒属性对矿浆泵内固液两相压力场、速度场、颗粒浓度分布及泵工作性能的影响规律,为优化矿浆泵的水力设计提供理论依据。建立了基于离散相模型的矿浆泵内颗粒在Lagrangian坐标系下的受力微分方程,对矿浆泵内颗粒运动轨迹进行了数值模拟,得到了转速、流量和颗粒粒径对颗粒冲击过流部件壁面的速度及角度的影响规律,探究了矿浆泵的冲蚀磨损特性,指导叶轮及空间导叶的抗磨优化设计。在深海采矿扬矿模拟实验系统上,对矿浆泵的工作性能进行了实验研究,并与数值模拟结果进行对比分析,验证了数值模拟方法的正确性。