我国有着上万公里的陆上原油输送管道及大量的海上石油钻井平台，输油管线泵作为管道输送油品的动力源，在国内使用日益增多。但国内长输管线泵发展晚、起点低，同时由于设计水平及铸造水平的限制，输油管线泵仍然以进口为主。因此，开发高效节能的输油管线泵水力模型，对摆脱对进口输油泵的依赖、降低企业生产成本、保证泵能长期连续运转具有重要意义。　　 多级中开离心输油泵是近年兴起的一种新型泵，具有流量大、扬程高、功率大等特点，在管道石油输送、海洋钻井平台原油抽送等方面具有广泛应用。本文以多级中开式离心输油泵为研究对象，主要研究内容如下:　　 首先综合阐述了离心泵的设计方法及内部流动研究的国内外现状及发展趋势，并着重介绍了多级输油泵的研究情况。根据给定设计参数并参考国内外成熟泵型，确定了泵的级数、结构形式和叶轮的总体布置方式，并在离心泵设计理论的指导下对吸水室、叶轮、涡室、过渡流道和压出室等过流部件进行了水力设计，确定了其主要结构参数。　　 然后运用Pro/E和ANSYS-ICEM软件对设计的多级离心泵各流道进行三维实体建模和网格划分，并简单介绍了网格划分技术和详细阐述了数值模拟的基本理论，包括基本控制方程及其离散方法、湍流模型、常用的湍流数值模拟方法及其应用条件等。　　 在ANSYS-CFX软件中采用RANS雷诺时均方程和标准k-ε湍流模型对多级输油泵不同工况下的整机流场进行了定常数值计算，然后基于数值计算结果并结合泵的结构，详细分析了设计流量工况下各级叶轮、吸水室、压水室和过渡流道内的静压和速度的分布规律，结果表明:液体在吸水室中流动相对稳定，出口处存在一定的环量;叶轮入口处流体速度分布均匀，各级叶轮叶片的工作面及背面的静压分布均为沿径向逐渐增大;在叶轮入口附近，流体主要沿吸力面流动，工作面附近的流体相对速度较小;在第二个渡流道和第四个过渡流道的末段容易产生旋涡，这两处的结构有待改进。　　 在开式台中对多级泵的性能进行了测试，通过试验检验了模型泵是否达到设计要求，并将试验数据与数值计算预测的多级泵性能进行了比较分析，发现二者在设计工况点附近一致性较好，验证了数值计算方法的可靠性。在定常计算的基础上对小流量、大流量及设计流量三种工况下多级泵的整机流场进行了非定常计算，分析了叶轮与蜗壳动静干涉作用对泵内流场的影响规律;通过在蜗壳中截面上设立的监测点，反映了蜗壳内不同位置的速度及压力脉动情况;对速度和压力信号进行频谱分析，结果发现:叶片与隔舌的干涉作用是引起脉动的主要原因之一，蜗壳中压力脉动幅度最大的点并不在隔舌顶端，而是在隔舌往叶轮旋转方向转过一定角度的位置处;分析了流量变化对压力脉动最大幅值及其发生位置的影响。