本文選題：旋轉式能量回收裝置 + 旋轉阻力矩　； 參考：《浙江大學》2017年碩士論文

【摘要】：當前,反滲透海水淡化技術已經成為海水淡化領域的主流方向。旋轉式能量回收裝置是反滲透法海水淡化系統(tǒng)中的關鍵裝備,其性能的優(yōu)劣很大程度上決定了海水淡化系統(tǒng)的制水成本和運行穩(wěn)定性。旋轉式能量回收裝置基于正位移原理,使高壓濃鹽海水與新鮮海水在轉子內部流道直接接觸并實現壓力能的交換。為了對該裝置進行結構設計優(yōu)化以實現大規(guī)模的工程應用,本文基于流體理論、數值模擬和現場實驗三種角度研究其水動力特性問題。具體來說,即能量損失問題。根據旋轉式能量回收裝置工作過程中出現的能量損失的成因,本文重點分析旋轉阻力矩、壓力損失和流量損失三個影響因素,確定了三個因素對于能量損失的影響。具體過程包括以下兩大部分:1)本文以理論分析和仿真實驗兩個角度,研究旋轉式能量回收裝置的旋轉阻力矩問題。首先,以牛頓內摩擦理論和邊界層理論為依據進行推導,得出了層流和湍流狀態(tài)下的旋轉阻力矩數學模型。其次,通過仿真實驗計算分析轉速、端向間隙和環(huán)向間隙對于旋轉阻力矩的影響,最后,比較使用理論與仿真兩種方法在各種工況下得到的旋轉阻力矩,從而確定了兩個旋轉阻力矩數學模型的精確性和適用范圍。2)研究了旋轉式能量回收裝置運行狀態(tài)下的壓力損失和流量損失問題。在不斷調整裝置的運行工況的基礎上,進行了多次的實驗。在大量實驗數據的基礎上,進行數學分析以期望得到可預測用的經驗模型。最后,現場試驗運行狀況監(jiān)測數據驗證了該預測模型的適用性,仿真實驗計算結果該預測模型的精確性。
[Abstract]:At present, reverse osmosis seawater desalination technology has become the mainstream of seawater desalination field. Rotary energy recovery device is the key equipment in reverse osmosis seawater desalination system, and its performance largely determines the water production cost and operation stability of seawater desalination system. Based on the principle of positive displacement, the rotary energy recovery device directly contacts the high-pressure concentrated seawater with fresh seawater in the rotor runner and realizes the exchange of pressure energy. In order to optimize the structure design of the device for large-scale engineering application, the hydrodynamic characteristics of the device are studied based on fluid theory, numerical simulation and field experiments. Specifically, the problem of energy loss. According to the causes of the energy loss in the working process of the rotary energy recovery device, this paper mainly analyzes the three factors which affect the rotary resistance moment, the pressure loss and the flow loss, and determines the influence of the three factors on the energy loss. The specific process includes the following two parts: 1) in this paper, the rotating resistance moment of the rotary energy recovery device is studied from the two angles of theoretical analysis and simulation experiment. Firstly, based on Newton's internal friction theory and boundary layer theory, a mathematical model of rotational resistance moment in laminar flow and turbulent state is derived. Secondly, the effects of rotating speed, end clearance and annular clearance on the rotational resistance moment are analyzed by simulation experiments. Finally, the rotational resistance moment obtained by using the theory and simulation methods under various working conditions is compared. The accuracy and application range of two mathematical models of rotating resistance moment are determined. The pressure loss and flow loss of rotary energy recovery device are studied. On the basis of continuously adjusting the operating conditions of the device, many experiments have been carried out. Based on a large number of experimental data, mathematical analysis is carried out in order to obtain a predictable empirical model. Finally, the applicability of the prediction model is verified by the monitoring data of the running condition of the field test. The simulation results show that the prediction model is accurate.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P747

【參考文獻】

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本文編號：1823177