节能型多作用内曲线径向活塞泵的研究

发布时间：2020-07-05 02:59

【摘要】：我国是水资源严重短缺的国家,海水淡化是解决水资源短缺问题的最为有效的办法之一。目前应用最为广泛海水淡化方法是反渗透膜法,其中高压泵所消耗电能占系统运行费用约35%,是影响淡水成本的主要因素之一。通常,在反渗透海水淡化(RO)系统中反渗透膜的操作压力为4.0~8.0MPa,从膜器中排放的浓海水压力约为4.5~6.5MPa,约占总流量的60%,将这部分余压能回收输入至高压泵中对原料海水做功,便可以减少高压泵电机输出的电能,从而降低淡水生产成本。为实现对余压能的回收利用,本文提出一种多作用内曲线径向活塞泵。以多作用内曲线径向柱塞马达为基础结合海水淡化特定工况,采用端面配流方式,并将普通柱塞替换成从新设计的活塞,将含有高压能的浓海水通过配流盘导入活塞的有杆腔,利用其压力能对原料海水做功,从而实现在电机带动泵工作的基础之上,利用浓海水的压力能和电机一起带动泵工作,减少电机输出电能,从而达到节能目的。本文主要做了以下工作:(1)了解国内外海水淡化能量回收与高压泵技术的研究情况,确定课题研究内容。(2)提出一种多作用内曲线径向活塞泵方案,完成柱塞组件、配流盘等结构方案设计,在原理上实现对余压能的回收,减少电能输入。(3)参考多作用内曲线径向马达与柱塞泵的有关设计资料,结合实际海水淡化项目,设计导轨曲线运动规律,对活塞组件进行运动学与动力学分析,完成结构尺寸设计与应力校核等;对配流与润滑状态进行具体分析,确定配流副尺寸与水膜厚度。(4)建立多作用内曲线径向活塞泵流体域模型,结合Fluent的动网格、滑移网格以及UDF等技术,确定相应算法与参数,完成对泵内部流场的数值模拟与分析,确定新方案的可行性,与同流量高压泵相比的节能效率。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P747
【图文】：

第 1 章 绪 论透海水淡化能量回收装置国内外研究现状外的研究现状后废弃浓海水剩余压力能回收装置是专门用于回收海水经过渗浓海水中的压能。二十世纪中后期国外就开始了对反渗透海水回收进行了研究，能量回收装置的发展主要经历了三个阶段。纪 80 年代，诞生了第一代能量回收装置，随即应用于反渗透膜。第一代能量回收装置采用当时己有的技术，从反渗透膜组件水通过能量回收装置将余压能转变成旋转机械能，从而带动同输入，实现节约电能的目标。主要的产品有反转型透平(Reve佩尔顿装置(Pelton Wheel Device)、卡普兰型(Kaplan)、法兰西斯

图 1-3 HTC 式能量回收回收原理完全不同于前两代能量回收装置，不需要使用泵连接，而是采用正位移原理，直接利用淡化后的高压增压，在两种海水之间通过活塞等屏障进行隔离，防止20 世纪 90 年代末，第三代能量回收装置的广泛应用于率（>90%），在反渗透海水淡化市场上占据主导地位。al Tec DT 系列产品，Flowserve 公司的 DWEER 系列产，SIEMAG 的公司 PES 产品等[11-12]。供增压泵高压泵高压海水海水缸反渗透膜高压浓海水淡水

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本文编号：2741983