论文部分内容阅读
目前反渗透海水淡化装置普遍存在能耗过高的缺点,加入能量回收装置可有效降低系统运行能耗和产水成本。为解决现有的能量回收装置结构复杂、体积大等问题,本文提出并设计了一种新型结构的反渗透海水淡化能量回收往复柱塞泵,并对其振动特性进行了分析。首先,本文对能量回收往复柱塞泵的工作原理进行了详细的阐述,根据具体技术参数对可实现高压、增压与能量回收功能的往复柱塞泵进行了设计计算并建立了三维模型;其次,建立了泵内流体运动模型和管道动力模型,基于二者的耦合边界条件建立了泵内管道的流固耦合动力学模型,并利用ANSYS有限元分析软件对能量回收往复柱塞泵的泵内管道进行了流固耦合仿真分析,得到了不同流动状态下流体对泵体位移和约束频率的影响,给出了泵内管道处容易产生疲劳变形的区域;再次,根据能量回收往复柱塞泵的具体工作参数对其传动曲轴进行设计计算,并对曲轴进行了自由模态分析和约束模态分析,通过对比分析了两种不同形式的模态频率与模态振型,得到了曲轴振动特性的主要表现形式与容易产生疲劳变形的部位;最后,通过模拟能量回收往复柱塞泵的工作情况,在ANSYS中对其进行了谐响应振动分析,得到了在工作过程中泵体的振动位移和应力的峰值及分布,并发现泵体的振动位移和应力存在不同敏感区域。本文设计了集高压、增压与能量回收为一体的反渗透海水淡化能量回收往复柱塞泵,并对其振动特性进行了研究,分析了泵体及传动关键部件的振动响应,可为其在工程应用中的进一步结构优化以及振动控制提供参考。