为了解决煤矿巷道底板锚固孔钻进困难的问题,本文提出采用高压水流正循环钻进可以有效避免"钻渣三区"的形成,并研发了一套巷道底板锚固孔深孔强力排渣系统。利用固液两相耦合流体力学理论,推导出冲洗液压力与钻渣颗粒半径、钻渣浓度和钻孔深度之间的关系式以及钻孔深度、钻渣上返速度与冲洗液压力之间的计算公式。结果表明:随着钻渣浓度的提高及钻渣半径的增大,能量消耗的频度和强度就会增加,所需要的冲洗液压力也会增大;冲洗液压力随着钻孔深度的增加而逐渐增大,当钻孔深度为8m时,要求冲洗液压力大于1.9MPa,另外降低钻机推进速度及增大钻头钻速,是保证锚固孔钻进强力排渣的关键。

结合多年的实践经验,总结了多种叶片泵能量损失和克服其能量损失的方法,对叶片泵的设计具有一定的参考意义。

为了探究导叶进口安放角对轴流泵性能的影响,采用CFD三维流动数值模拟技术对泵段模型进行分析,对其水力特性和内部流态进行研究,并与模型试验结果比对。结果表明,导叶进口安放角的变化只对导叶和出水部件有影响;在导叶进口安放角依次增加5°的三种模拟方案中,方案2在流量为355 L/s时泵段的综合性能最好,其泵段最高效率为87.0%。方案1的导叶进口安放角高效区向小流量偏移,高效区范围较小,流量向非设计工况变化时效率下降较快;方案3的导叶进口安放角高效区向大流量偏移,高效区范围较大,流量向非设计工况变化时效率下降较慢。在实际运行中,适当增大导叶进口安放角可以提高轴流泵在大流量工况下的效率,但同时应防止导叶进口安放角太小导致水泵高效区范围太小。

离心泵的基本理论认为,泵能量损失分为机械损失、容积损失和水力损失三大部分。离心泵的总效率是考虑到容积损失、机械损失和水力损失后的效率,是容积、机械和水力三种效率的乘积。文中从实际工作出发,结合离心泵本身的结构特点,通过对离心泵的机械效率、容积效率和水力效率进行理论分析,提出提高离心泵工作效率的途径：尽可能提高离心泵转速,取较大的出口安放角和叶片出口宽度,以减小叶轮外径;将密封环设计成锯齿形或迷宫形,增加密封环间隙阻力;设计合适的压出室与叶轮匹配使用;尽量提高液体流道表面的光洁度,保证流道畅通。

离心泵应用广泛,但在设计使用过程中存在诸多不合理因素,造成效率低下,能源浪费严重。文中从设计、选型以及维护三个角度出发,总结分析了问题的根源,并针对各问题提出了应对措施,以提高离心泵的综合效率。

针对黄河清淤固堤工程中泥沙输送系统，主要考虑了抽沙平台泵出口侧多通接头的结构优化以改善系统的水力性能。对6种多通接头模型基于三维紊流数值模拟方法进行了流动分析。根据计算结果，总结了各种多通接头的分叉结构对局部流动状态和水力损失的影响，分析了最优模型。研究表明：根据实际的管路连接需求，多通接头的分叉部支管应采用面积均匀变化的圆锥管；减少分叉的数量，能适当减小水力损失；确定多通接头的最佳模型，以获得最优水力性能。

应用CFX软件，建立了三维抽油泵仿真模型，利用动网格技术，对抽油泵进行了瞬态仿真分析，模拟计算了抽油泵整个冲程在不同工况时，泵阀水力损失、柱塞间隙容积损失和柱塞摩擦损失。计算结果表明冲次、井液含水率、泵径、泵间隙级别对抽油泵水力损失功率、容积损失效率和摩擦损失功率有不同的影响。

为揭示低比转数离心泵性能曲线产生驼峰现象的内流机理，采用RANS方法算法对一低比转数离心泵2个方案（有驼峰和无驼峰）下的内部进行了全流场CFD计算，重点分析了驼峰现象产生时2个方案内部流动结构的差异。结果表明：性能曲线出现驼峰时，2个方案的靠近蜗壳隔舌的叶轮流道内的流动结构差异最为明显；该流道内叶片压力面的低速区会明显增大并伴有漩涡流动；该流道进口也会出现明显的漩涡流动引起进口冲击损失增加；同时该流道出口的“射流一尾迹”现象也会突变，引起出口（混合）水力损失增加。因此这些损失的增大是引起驼峰现象的重要原因。

为了探讨斜流泵段与泵装置水力损失及空蚀试验的异同点,以河海大学多功能水力试验台为基础,通过试验测量和计算,对比分析斜流泵段和斜流泵装置的水力损失及有效空蚀余量。结果表明：斜流泵段在叶片安装角度较小时,其水力损失由叶片表面摩擦损失和出口混合损失决定,而当叶片安装角度增大时,其水力损失由进口撞击损失决定;泵装置较泵段水力损失变化稳定但变化幅度较大;斜流泵装置与泵段在设计扬程附近有效空蚀余量随叶片安装角度增大而增大,但在偏离设计工况时数据变化无明显规律,且斜流泵装置与泵段比较有效空蚀余量总体偏小。