1.一种用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：湿式潜水电机(8)直驱多级长轴转子(3)，多级长轴转子(3)上布置若干串联的旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)，由此构成固液浆料在泵内的增压通过，即由进口段(1)进入，经电机外部筒体(12)内的环形通道(2)，依次通过旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)的组合流道，最后由吐出段(14)排出；扬矿泵的水力设计既要结合清水流道设计技术，又要兼顾料浆输送理论，从固液浆料整体流速和过流截面积的依赖关系、浆料粘性沉降和全局黏度变化规律出发，提出一种优化的固液泵水力设计放大，实现流道形状的优化设计，即首先开展常规清水介质下的旋转叶轮(4)进出口速度三角形及关键水力参数计算和流道设计，从而获得叶轮的轴面形状和进出口直径等主体几何参数，在此之上延伸计算出流道内固相和液力各自的轴面速度，结合颗粒的滑移速度关系，精算出固液浆料等效的整体出流速度，由此计算出新的旋转叶轮(4)的进口直径和出口宽度等几何参数，实现对旋转叶轮(4)进出口参数的修正和流道绘形；

固液两相水力设计过程如下步骤：

第一步：根据常规比转速下叶轮设计方法获得旋转叶轮(4)的初步水力轮廓，首先计算进口直径和出口直径：旋转叶轮进口直径 D1为旋转叶轮进口直径，Q为泵的流量，n为泵的转速，Ks为比例系数，Ks由附图9和附图10查表获得；

旋转叶轮出口直径 D2为旋转叶轮出口直径，Q

为泵的流量，n为泵的转速，KD为比例系数；ns为泵比转速，kD2为比例系数，kD2由附图9和附图

10查表获得；

旋转叶轮出口宽度

完成计算后再依据最小曲率原则对前后盖板内面进行过渡设计，完成旋转叶轮(4)轴面形状的初步绘形；

第二步：常规水力建模基础上对固液两相水力进行改型设计，采用无量纲的旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)内流体和颗粒滑移速度公式，计算出颗粒在轴面流道内的轴面速度；

并结合浆料的体积浓度、颗粒的体积和颗粒的通过速度，获得浆料整体的轴面通流速度，进而对旋转叶轮(4)进口出口等关键位置的尺寸进行放大设计矫正；

旋转流道内流体的速度滑移计算公式可应用于进出口参数的修正：

Δvrotor＝-0.0042l3-0.9055l2+7.7495l+0.3571；Δvrotor为颗粒速度与流体速度的差值，l为旋转叶轮中沿着流线方向的流动轨迹长；

旋转叶轮流道出口流体相绝对速度计算公式：

w2f＝vmf/cosβ2f， w2f为流体出口速度，vmf为流体的出口轴面速度，β2f为流体的出口角度，ψ2叶片对流道的阻塞影响系数；η2为流动效率；

叶轮颗粒的出口轴面速度：

w2s＝w2f+ΔVrotor；w2s为颗粒在流道内的速度，w2f为流体出口速度；Δvrotor为颗粒速度与流体速度的差值；

颗粒出流角度为β2s＝β2f+10°，则叶轮的出口轴面速度公式：vm2s＝w2fsinβ2s；β2s为颗粒的出口角度，β2f为流体的出口角度；

综合以上计算，旋转叶轮(4)输送浆料的整体速度为：

vm＝vm2s×Cv+vm2f×(1-Cv)；vm为固液浆料整体的通过速度；vm2s为颗粒的轴面通过速度，vm2f为流体的轴面通过速度，Cv为颗粒相的体积浓度；

由新的浆料轴向通过速度计算新的叶轮出口宽度： b2′为修正后的叶轮出口宽度，Q为泵流量；D2为旋转叶轮(4)出口直径，vm为上述计算出来的整体浆料过流速度；

同理可获得修正后的旋转叶轮(4)进口直径D1′，由此完成轴面流道的优化设计；

第三步：对流道过流断面检查和修正，然后在修正后的流道过流面积的基础上按照均匀单调上升要求进行校核和微调；完成微调后再接着依据静止流道内流体的速度矩守恒原理，设计流道过渡均匀的静止导叶体(5)，保证旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)的流道匹配；

静止导叶体(5)流道内流体的速度滑移计算公式：

Δvstator＝-0.0005l3+0.0497l2-0.3322l+0.3954；此处l为静止导叶体(5)中沿着流线方向的流动轨迹长。

2.根据权利要求1述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：由此设计的旋转叶轮(4)比转速放大系数在2～3的区间范围，旋转叶轮(4)轴面投影相比常规设计，其出口附近流道更加宽广，旋转叶轮(4)外径和出口宽度也有增加；由此设计得到的空间旋转叶轮(4)轴面形状上游轴面流道尺寸收窄，下游保持较大截面积，流道截面积变化规律为单调增加或者先降后增加，最大与最小截面积比为1.5～2的区间范围，保证了颗粒通过性和高效性。

3.根据权利要求1述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：所述的旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)进口边均采用前伸结构，实现固体颗粒向流动核心区域移动，减小壁面磨损；静止导叶体(5)出口边设置V型缺口(20)，减小颗粒的出流速度，减弱过渡段的壁面碰撞。

4.根据权利要求2述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：旋转叶轮(4)前端的吸入段(10)内设有扭曲叶片(15)，改善旋转叶轮(4)吸入的固液浆料流速均匀，扭曲叶片(15)形状呈“S”形扭曲，扭曲叶片(15)出口角度接近90°。

5.根据权利要求2述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)均采用复合底质，复合底质内部采用柔性基质(16)，复合底质表面采用前后不同材质层进行拼接，前段部分采用硬质合金层(17)抵挡法向的冲击，后段部分采用非金属涂层(18)抵抗表面的切削作用。

6.根据权利要求4述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：柔性基质(16)选用石棉橡胶，非金属涂层(18)选用陶瓷。

7.根据权利要求4述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：旋转叶轮(4)和静止导叶体(5)的表面沿着流动方向采用若干呈等间距分布的斜沟槽(19)结构。

8.根据权利要求1所述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：湿式潜水电机(8)与多级长轴转子(3)间采用联轴器(9)进行连接，多级长轴转子(3)与旋转叶轮(4)相套接，旋转叶轮(4)与多级长轴转子(3)通过滚动轴承(13)实现多级长轴转子(3)旋转过程中的同轴稳定性；多级长轴转子(3)驱动旋转叶轮(4)内的排沙盘(7)，避免在固液浆料输送过程中出现沙浆淤堵甬道影响排液效率。

9.根据权利要求1所述的用于深海采矿扬矿泵的固液两相水力设计方法，其特征在于：通过在吸入段(10)与叶轮(4)间设有叶轮密封环(11)、旋转叶轮(4)与静止导叶体(5)连接处前端设有泵体密封环(6)，使得多级长轴转子(3)与湿式潜水电机(8)在外筒体(12)内保持良好的密封性能。