MVC海水淡化压缩机的设计研究与CFD仿真分析
发布时间：2020-12-18 16:02
目前,淡水资源短缺已成为很多发展中国家可持续发展新的制约因素,我国也同样存在着这个问题,同时随着我国现代化建设中对淡水资源保护的不足,产生淡水资源短缺问题的地区越来越多。在淡水资源严重缺乏的一些中东国家,不约而同的采用海水淡化来缓解淡水资源紧张的矛盾,其中沙特、以色列70%以上的淡水资源是通过海水淡化而来。而世界上一些发达国家也早已认识到淡水资源的重要性,美国、西班牙早在80年代便开始大肆发展海水淡化产业。各国的发展经验表明,淡水资源将会是未来的稀缺资源,而目前看来海水淡化是大量生产淡水最有效的途径。机械压汽蒸馏(MVC)海水淡化技术是众多海水淡化技术中出水质量最高的方法,且该种淡化方法便于设备小型化,且能耗低。在整个MVC装置中,蒸汽压缩机是最核心的部件,目前行业内为MVC配置的压缩机多为离心式压气机。我国自主的MVC海水淡化技术还不成熟,系统核心设备的国产化率较低。本论文结合100m3/d MVC海水淡化系统中蒸汽压缩机的实际使用条件(低压缩比、大体积流量),对闭式离心叶轮的蒸汽压缩机结构和气动特性进行研究。首先对叶轮几何参数进行了计算,然后通过专业的压缩机设计软件CFturbo对...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海水淡化方法分类
根据压缩机工作环境的不同，压汽蒸馏一般有负压压汽与常压压汽两种形式。从进料海水喷淋结构形式上，又可分为垂直管和水平管两种形式。对于水平管结构，海水料液通过液体分布器以薄膜形式均匀分布于传热管外壁，又根据受重力影响，液膜实现自然分布，因为液膜相对薄且分布均匀，因此传热系数高。因为水平管式蒸发器结构简单，很早便在一些浓缩结晶领域使用，因此在 MVC 海水淡化系统中也较多地采用。MVC 系统的工艺流程是，利用阻垢剂对进料海水进行预处理，然后海水进入板式换热器预热，即通过换热器吸收蒸发器排放出的浓盐水及淡化水所携带的热量。然后，进料海水与浓盐水混合并一起进入蒸发器，通过喷淋料液以薄膜形式分布于传热管外壁。传热管里面通入的是经压缩机增压升温后的饱和蒸汽，这些饱和蒸汽通过传热管壁面放热后冷凝为淡水导出，管外的液膜吸收水蒸汽的热量后蒸发，蒸发的水蒸汽再经汽水分离器去除液滴后导入压缩机压缩升温，如此不断循环，完成海水淡化过程，具体工艺流程如图 1-2 所示。
图 2-1 2MCL 离心压缩机（1）壳体离心式压缩机的壳体一般按照水平剖分型和垂直剖分型布局。水平剖分型的缩机由上、下壳体组成，其出口压力一般不超过 8.85MPa，市面上大多数离心压机均采用该种布局形式。（2）转子离心压缩机的转子作为压缩机的核心工作部件，主要由叶轮、主轴、轴套、套、轴螺母、平衡盘以及推力盘等构成。其中叶轮，又称工作轮，按照叶片与轮之间的位置关系可以分为开式、半开式和闭式叶轮。叶轮是压缩机中唯一能使气提高能量的元件，离心压缩机中投入应用的叶轮只有半开式和闭式两种。按照叶叶片出口角的大小，叶轮又分为前向、后向以及径向叶轮，本设计中采用闭式后叶轮。（3）定子定子包括由隔板形成的弯道、回流器和扩压器等部件，离心压缩机中气流的能转化为压力能便是在扩压器中完成的。根据扩压器的结构形式，把不带叶片的
【参考文献】：
期刊论文
[1]全可控涡分布对离心压缩机三元叶片性能影响研究[J]. 王鹏亮,董帆,贾海东,蒋建业,陈升,胡四兵,饶杰,黄文俊. 流体机械. 2013(06)
[2]不同型线的高效二元离心叶轮优化设计[J]. 张泽国,樊海彬,曹向军,周俊海,刘贵芳,许敬德. 制冷与空调(四川). 2013(01)
[3]大型海水淡化工程用阀门的选择[J]. 孙秋里,王国英,王纯,杨波. 阀门. 2013(01)
[4]船舶海水淡化技术现状及研究进展[J]. 史林海,王晓娟,王银涛. 水处理技术. 2012(10)
[5]船用复合型海水淡化装置设计研究[J]. 黄晓峰,孙永明,张立平,卓婧. 机电产品开发与创新. 2012(04)
[6]离心压气机管式扩压器设计与计算分析[J]. 王博,严明. 航空动力学报. 2012(06)
[7]海水淡化技术进展及能源综合利用[J]. 张达,张琨. 节能. 2012(06)
[8]机械压汽蒸馏海水淡化技术的研究和发展状况[J]. 刘鹏,王永青. 机电技术. 2011(04)
[9]大流量氨冷冻离心压缩机组的设计[J]. 张富春,谭永前,李晓刚,王丽,周炎焱. 风机技术. 2011(03)
博士论文
[1]内燃机增压离心压气机多工况通流设计方法研究[D]. 陈涛.清华大学 2010
硕士论文
[1]某离心式压缩机可调进口导叶叶型研究[D]. 范朝阳.大连理工大学 2013
[2]单效蒸发机械压汽海水淡化系统热力性能研究[D]. 刘鹏.集美大学 2012
[3]气动设计对压气机叶轮可靠性影响的研究[D]. 范苏月.大连理工大学 2010
[4]大流量离心压缩机首级叶轮强度分析及结构改进设计研究[D]. 刘军.大连理工大学 2009
[5]离心压气机气动设计和分析方法的研究[D]. 曹志鹏.西北工业大学 2003
本文编号：2924272
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海水淡化方法分类
根据压缩机工作环境的不同，压汽蒸馏一般有负压压汽与常压压汽两种形式。从进料海水喷淋结构形式上，又可分为垂直管和水平管两种形式。对于水平管结构，海水料液通过液体分布器以薄膜形式均匀分布于传热管外壁，又根据受重力影响，液膜实现自然分布，因为液膜相对薄且分布均匀，因此传热系数高。因为水平管式蒸发器结构简单，很早便在一些浓缩结晶领域使用，因此在 MVC 海水淡化系统中也较多地采用。MVC 系统的工艺流程是，利用阻垢剂对进料海水进行预处理，然后海水进入板式换热器预热，即通过换热器吸收蒸发器排放出的浓盐水及淡化水所携带的热量。然后，进料海水与浓盐水混合并一起进入蒸发器，通过喷淋料液以薄膜形式分布于传热管外壁。传热管里面通入的是经压缩机增压升温后的饱和蒸汽，这些饱和蒸汽通过传热管壁面放热后冷凝为淡水导出，管外的液膜吸收水蒸汽的热量后蒸发，蒸发的水蒸汽再经汽水分离器去除液滴后导入压缩机压缩升温，如此不断循环，完成海水淡化过程，具体工艺流程如图 1-2 所示。
图 2-1 2MCL 离心压缩机（1）壳体离心式压缩机的壳体一般按照水平剖分型和垂直剖分型布局。水平剖分型的缩机由上、下壳体组成，其出口压力一般不超过 8.85MPa，市面上大多数离心压机均采用该种布局形式。（2）转子离心压缩机的转子作为压缩机的核心工作部件，主要由叶轮、主轴、轴套、套、轴螺母、平衡盘以及推力盘等构成。其中叶轮，又称工作轮，按照叶片与轮之间的位置关系可以分为开式、半开式和闭式叶轮。叶轮是压缩机中唯一能使气提高能量的元件，离心压缩机中投入应用的叶轮只有半开式和闭式两种。按照叶叶片出口角的大小，叶轮又分为前向、后向以及径向叶轮，本设计中采用闭式后叶轮。（3）定子定子包括由隔板形成的弯道、回流器和扩压器等部件，离心压缩机中气流的能转化为压力能便是在扩压器中完成的。根据扩压器的结构形式，把不带叶片的
【参考文献】：
期刊论文
[1]全可控涡分布对离心压缩机三元叶片性能影响研究[J]. 王鹏亮,董帆,贾海东,蒋建业,陈升,胡四兵,饶杰,黄文俊. 流体机械. 2013(06)
[2]不同型线的高效二元离心叶轮优化设计[J]. 张泽国,樊海彬,曹向军,周俊海,刘贵芳,许敬德. 制冷与空调(四川). 2013(01)
[3]大型海水淡化工程用阀门的选择[J]. 孙秋里,王国英,王纯,杨波. 阀门. 2013(01)
[4]船舶海水淡化技术现状及研究进展[J]. 史林海,王晓娟,王银涛. 水处理技术. 2012(10)
[5]船用复合型海水淡化装置设计研究[J]. 黄晓峰,孙永明,张立平,卓婧. 机电产品开发与创新. 2012(04)
[6]离心压气机管式扩压器设计与计算分析[J]. 王博,严明. 航空动力学报. 2012(06)
[7]海水淡化技术进展及能源综合利用[J]. 张达,张琨. 节能. 2012(06)
[8]机械压汽蒸馏海水淡化技术的研究和发展状况[J]. 刘鹏,王永青. 机电技术. 2011(04)
[9]大流量氨冷冻离心压缩机组的设计[J]. 张富春,谭永前,李晓刚,王丽,周炎焱. 风机技术. 2011(03)
博士论文
[1]内燃机增压离心压气机多工况通流设计方法研究[D]. 陈涛.清华大学 2010
硕士论文
[1]某离心式压缩机可调进口导叶叶型研究[D]. 范朝阳.大连理工大学 2013
[2]单效蒸发机械压汽海水淡化系统热力性能研究[D]. 刘鹏.集美大学 2012
[3]气动设计对压气机叶轮可靠性影响的研究[D]. 范苏月.大连理工大学 2010
[4]大流量离心压缩机首级叶轮强度分析及结构改进设计研究[D]. 刘军.大连理工大学 2009
[5]离心压气机气动设计和分析方法的研究[D]. 曹志鹏.西北工业大学 2003
本文编号：2924272
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