【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源問(wèn)題的日益突出,節(jié)能已經(jīng)越來(lái)越成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。在世界范圍內(nèi),過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域正在不斷應(yīng)用流體能量回收技術(shù)以實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)化和最高效配置,流體壓力能回收綜合利用技術(shù)及裝置的研究已經(jīng)成為近年來(lái)反滲透脫鹽(Desalination)工業(yè)中的熱點(diǎn)。 本文綜合評(píng)定比較了現(xiàn)有的各種流體壓力能能量回收技術(shù)以及相應(yīng)的各種裝置的性能、特點(diǎn),選擇目前國(guó)內(nèi)研究較少的基于正位移(Positive Displacement)原理的旋轉(zhuǎn)式壓力交換器(Rotary Pressure Exchanger)為主要研究對(duì)象,結(jié)合反滲透海水淡化(SWRO)系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用背景,采用以試驗(yàn)為主,計(jì)算為輔的方法,著重進(jìn)行了以下幾方面的研究工作: (1)在自驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,首次采用以外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的方式,設(shè)計(jì)建立了外驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器(PD-RPE)的能量回收裝置模型; (2)結(jié)合反滲透海水淡化(SWRO)的應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)建立了外驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器在反滲透海水淡化系統(tǒng)中試驗(yàn)流程結(jié)構(gòu); (3)根據(jù)流程結(jié)構(gòu),對(duì)PD-RPE高低壓端面在轉(zhuǎn)子靜止和運(yùn)轉(zhuǎn),常壓和加壓等各種工況下的泄漏現(xiàn)象進(jìn)行試驗(yàn)分析; (4)試驗(yàn)并計(jì)算PD-RPE在反滲透海水淡化中的壓力回收比和能量回收效率,并分析影響能量回收效率的各種因素; (5)以定性和定量的試驗(yàn)方法,分析了高低壓流體在PD-PRE轉(zhuǎn)子通道中的摻混現(xiàn)象,并計(jì)算出了摻混率的大小。 試驗(yàn)結(jié)果表明,PD-RPE轉(zhuǎn)子端面與定子之間的間隙是影響各種試驗(yàn)結(jié)果的最主要的因素,且在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,所設(shè)計(jì)PD-RPE樣機(jī)的端面泄漏率最大約為12%,最高回收壓力1.35MPa,最大摻混率約為11.8%,壓力回收比恒定為60%,在高低壓端進(jìn)流流量匹配時(shí),最高能量回收效率為53.5%。 本文首次設(shè)計(jì)建立的PD-RPE能量回收裝置模型尚處于試驗(yàn)階段,還有很多需要更加完善和改進(jìn)的地方。本文為自驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器的設(shè)計(jì)和完善提供相關(guān)試驗(yàn)依據(jù),并為國(guó)內(nèi)基于正位移壓力交換(Pressure Exchange)原理的的流體能量回收裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)進(jìn)行了探索性的工作。
【圖文】：

(l)逆轉(zhuǎn)泵(敘vesreRunni雌pmup)和佩爾頓葉輪(peltonWheel)逆轉(zhuǎn)泵和佩爾頓葉輪裝置的原理類似，屬于外力驅(qū)動(dòng)泵式裝置，即其加壓泵由外電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)軸傳遞的能量為輔助形式。工作原理如圖1.1所示11“1:.

圖1.2為逆轉(zhuǎn)泵葉片模型圖。佩爾頓型透平將帶有高的壓力能的濃鹽水通過(guò)一到兩個(gè)可調(diào)節(jié)的噴嘴使其直接流向透平水輪，并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的水輪帶動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓泵工作，泄壓后的鹽水以空壓被排放。葉輪是唯一的旋轉(zhuǎn)部件，工作安全可靠，而且這種葉輪形式具有良好的流體力學(xué)性能，整機(jī)效率較高，最高可達(dá)90%以上。但葉輪形式十分復(fù)雜，機(jī)械加工難度較大。佩爾頓型透平的工作效率隨壓力和流量變化波動(dòng)不大，但受高壓供液泵形式的影響顯著，相同處理量和壓力時(shí)高壓正位移泵或高壓離心泵向其供液，能量回收率不同。透
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：P747

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本文編號(hào)：2603432