中濃技術是一種環保、節能、高效的造紙制漿技術，是國內外造紙制漿技術的發展趨勢。在帶壓中濃漂白工藝中，高揚程中濃紙漿泵是中濃技術的核心設備之一。通常情況下，中等濃度設備的設計和研究離不開大量的實驗和經驗積累。國外已經有幾十年的研究基地，形成了一系列優越的產品。然而，由于我國起步較晚，中濃紙漿泵的設計和制造還存在很大差距。中濃壓力漂白工藝中使用的大量高揚程中濃紙漿泵多為國外進口產品，價格昂貴。因此，高揚程中濃紙漿泵的設計和性能研究具有重要的工程意義。
  本文首先分析了中濃紙漿泵的輸送介質——中濃纖維懸浮液的流變特性，對中濃纖維懸浮液在轉子剪切室內剪切流動的流動機理進行了數值研究。其次，針對中濃懸浮液的特殊性質，對中濃紙漿泵的整體結構進行了分析，重點對水力部件的重要參數進行了分析和設計，并對中濃紙漿泵和清水泵的一些重要的不同之處進行了對比。而后，設計和搭建試驗臺，對中濃紙漿泵在不同運行條件下的運行特點和性能進行了試驗研究和結果分析。本文的主要工作包括：
  1)基于纖維懸浮液非牛頓流變特性，對轉子剪切室內中濃纖維懸浮液的流動機理進行數值模擬。為了重點研究漿料受到剪切力后的流動特點，將氣體和纖維對漿料流動的影響考慮到纖維懸浮液的流變特性中，將纖維懸浮液視為一種具有屈服應力和剪切稀化特性的非牛頓流體。建立非牛頓流體的數值模擬方法并驗證。用數值方法研究轉子剪切室內的流動特點。分別分析了纖維懸浮液在受到不同剪切力的作用下不斷屈服的過程，以及各種物性參數、剪切葉片參數、剪切室尺寸等不同條件下剪切室內的流動狀態。本節工作為湍流發生器的工作機理研究和設計提供參考依據。
  2)設計中濃紙漿泵的結構和水力部件。由于輸送漿料的特殊性，中濃紙漿泵的結構不同于普通的清水泵。質量分數超過7%濃度的纖維懸浮液喪失流動性，當漿料受到足夠強烈的剪切作用后，漿料湍流化，具有流動性。針對中濃漿料剪切流動的特點，設計了與葉輪同軸安裝的湍流發生器，在漿料進入葉輪前使其流動起來。由于纖維和纖維網絡對氣體的吸附作用，中濃漿料中還含有大量的氣體，為了順利輸送漿料，必須將氣體分離出去，因此在葉輪后側設置氣體分離系統?？紤]到中濃漿料的特殊性，對葉輪、蝸殼等水力部件進行分析設計，討論一些重要結構參數在設計中的注意事項。分析中濃紙漿泵與清水泵的一些不同之處。
  3)試驗研究中濃紙漿泵的性能。設計和搭建中濃紙漿泵性能測試試驗臺，改變試驗條件，研究中濃紙漿泵的運行特性。采用不同濃度的紙漿，對比輸送中濃紙漿與輸送清水時中濃紙漿泵的性能變化規律。研究轉速對輸送不同濃度漿料時泵性能的影響。
  為了防止中濃紙漿泵出口流道堵塞，設計三種具有相同軸面流線不同寬度的葉輪，分別更換三組寬度的葉輪測試，研究葉輪寬度對泵性能的影響。具有半開式葉輪的中濃紙漿泵在運行中，葉頂間隙是一個重要參數。調節不同的葉頂間隙，研究不同濃度下葉頂間隙以及間隙比對泵性能的影響。
  中濃漿料中包含大量的氣體，一般而言氣體含量隨著紙漿濃度的增高而增高。氣體在除氣系統中所受壓差對氣體分離起重要作用。氣體分離所受壓差可通過真空泵調節，研究不同紙漿濃度下，真空度大小對中濃紙漿泵性能的影響。此外，還給出了中濃紙漿泵運行過程中漿料在不同流速下的流動狀態，以及中濃紙漿泵在運行中的一些注意事項等。
  根據本文對纖維懸浮液的模型簡化與數值模擬，中濃紙漿泵的設計工作，以及系列的試驗研究結果，為國內中濃紙漿泵的設計和現場運行提供一些參考依據。