工业生产中冷却塔设备使用的风机电动机电能消耗量很大,并且冷却塔内循环冷却水一般都具有一定的剩余水头被浪费。通过对冷却塔设备工作环境进行分析,在深入研究传统发电用水轮机工作特点的基础上,借鉴传统发电用混流式水轮机的设计理论,通过数值模拟的方法开发出性能良好的新型混流式节能水轮机用于替代冷却塔风机电动机达到节能的目的。本文首先对冷却塔用水轮机的工作环境特点进行分析确定适用于冷却塔工作环境的水轮机型式为混流式。参照相近水头和比转速、性能优秀的转轮水力模型全流道的几何参数设计出转轮的初始方案,并初步设计出固定导叶、蜗壳和尾水管等过流部件。然后对初步设计的水轮机进行全流道三维实体造型和数值模拟,并根据数值模拟结果对初步设计方案进行调整,直至水轮机运行的水头、效率等基本参数满足设计要求。最后,通过数值模拟计算最优方案水轮机在不同流量下水轮机水头、效率等的性能曲线。研究出的新型水轮机不仅可以节能,而且也为其他行业对富余能源的合理利用提供借鉴。