离心泵是一种重要的水力机械,在工业、农业等国民经济部门发挥着关键作用。离心泵的内部流动是十分复杂的三维湍流运动,对于早期使用的半经验半计算的离心泵设计方法难以准确描述其内部流动情况,从而导致离心泵性能指标与设计值相差较大,进而使离心泵的运行常常偏离设计工况,最终引起泵的效率和使用寿命的下降。随着计算流体力学的发展,对离心泵进行内部流场数值模拟有助于从更深的层次去了解离心泵的运行原理,通过数值模拟可以获得实验中难以直接观测到的离心泵内部流场压力分布、速度分布以及流动细节,进而可以利用这些数据对离心泵进行优化设计。对改善离心泵内部的流态和运行特性,提高水力性能和抗空蚀能力等方面有着重要的意义,其研究在提倡绿色、环保、节能的当今更具有一定的工程实用价值。本文采用单级单吸离心泵为研究对象来进行数值模拟,主要研究内容如下:(1)分析不同形状的流道进口对离心泵水力性能等方面的影响,比较渐缩型、渐扩型和平直型三种叶轮流道进口的离心泵,发现渐扩型流道进口能够有效提高离心泵效率;随后又增加了4组不同进口直径尺寸的渐扩型流道进行模拟对比后,发现随着渐扩梯度的增大,离心泵的效率会先增加,在出现峰值后又逐渐降低。(2)选用叶片数为Z=4、5、6、7、8、9的六种方案进行数值模拟并分析不同叶片数对离心泵水力性能的影响。发现叶片数过少会削弱叶片对流体的约束能力,使液流难以贴近叶片型线。随着叶片数增加叶轮区域压力和速度分布更为均匀,蜗壳隔舌处回流现象有所缓解,改善了内部流动状况。但叶片数过多则会使流道变窄,导致叶片对流体排挤作用变得明显,使叶轮入口处撞击损失增大,最终导致效率降低。(3)对比分析不同工况下的静压分布、流道和叶片速度分布与湍动能分布,发现SST k-ε模型在不同状态下对流态的预测都与其他三种模型存在偏差,RNG k-ε模型在大流量工况下的速度分布与实际情况不符,对比得出采用标准k-ε模型和Reallizable k-ε模型在不同工况下的结果准确性更高。