容积式能量回收船用反渗透海水淡化系统设计与研究

船用反渗透海水淡化技术的不断发展,满足了船舶远航中对淡水的需求。船用反渗透海水淡化装置普遍存在能耗过高的问题,在海水淡化系统中加入能量回收装置是降低能耗的有效方法。船舶空间有限、工作环境恶劣,而现有的能量回收装置存在工艺复杂、噪声大、体积大的缺点,并不适用于船舶反渗透海水淡化系统。因此本课题目的就是克服现有技术不足,设计适合船舶反渗透海水淡化系统的能量回收装置,并优化船舶海水淡化工艺,降低制水能耗的同时,提高系统的可靠性。本文从理论计算、工艺分析、计算机模拟和实验验证等方面详细阐述了容积式能量回收海水淡化系统的设计和研究方法。首先针对船舶装备的要求,基于容积式能量回收原理,提出了两种容积式能量回收装置,将海水加压、能量转换和驱动机构进行了集成设计,缩减了装置的体积。其次对系统主要噪声源—单向阀应用CFX进行了动态特性分析,得到了降低阀芯冲击和噪声的优化方案。最后通过对反渗透原理和容积式能量回收理论分析,建立容积式能量回收工艺条件下的系统数学模型,采用MATLAB对该模型进行了仿真,得到了该系统运行的最佳参数。本文针对船用海水淡化系统的需求设计了两种新型容积式能量回收装置。理论计算和实际应用证明新系统较传统系统效率有大幅度提高,且工艺组成更为简单,实现了低能耗、体积小、可靠性高的设计目标。本文提出的新型容积式能量回收装置在船用反渗透海水淡化领域具有很高的应用推广价值。

船舶; 反渗透海水淡化; 能量回收; 动态特性分析; 数学建模;

薛树旗; 纪运广; 杨守志;

U664.85

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