關于旋轉式流體壓力能交換器的數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文是以反滲透海水淡化為背景，研究旋轉式壓力能回收器的主要性能。旋轉式壓力能回收器在設計過程中，最關鍵的兩個問題是對液柱活塞和端面泄漏的控制。因此，本文的研究工作就是針對這兩大問題，利用CFD方法來展開。 其中，關于液柱活塞研究的主要目的為：建立合理的數(shù)值計算模型、分析液柱活塞的形成機理、特性、各因素的影響規(guī)律及設計過程中對其進行控制的定量方法；關于端面泄漏研究的主要目的為：建立端面密封數(shù)值計算模型、解釋端面泄漏的機理、對目前實

2、驗裝置的壓力及泄漏量進行合理地控制。 基于以上主要目的，本文對旋轉式壓力交換器進行了深入研究，主要內容包括： 1、綜述了各類壓力能回收的基本原理及其現(xiàn)有的代表性裝置； 2、從基本理論入手，分別解釋了液柱活塞的形成機理和端面密封的基本原理； 3、依據(jù)理論研究并對幾何模型及條件參數(shù)進行分析，利用Fluent流體計算軟件分別建立液柱活塞和端面密封的數(shù)值計算模型； 4、利用NaCl組分濃度分布的計算結果證

3、明液柱活塞的存在性及有效性，通過正交計算實驗來分析各個因素對液柱活塞的影響變化規(guī)律，并將無量綱參數(shù)與容積效率擬合出具有指導意義的經驗公式。 5、分析端面密封模型所模擬的流場分布與理論解析解的擬合程度，并利用實驗結果來驗證其泄漏量的計算結果，以證明其合理性。研究在實驗室條件下密封壓力隨間隙量的變化規(guī)律，擬合泄漏量、密封壓力及間隙量的關系式，以對裝置的泄漏量進行控制。 最終研究結果說明：液柱活塞是存在、穩(wěn)定、有效并可以對其控