海水反渗透淡化技术已经发展成为一种重要的海水淡化处理方式,能量回收装置是反渗透海水淡化系统的三大关键设备之一,对大幅降低系统运行能耗和产水成本具有至关重要的意义。在海水淡化工程中,盐水和海水的流量很大,因此要求能量回收系统必须有良好的动态性能。而在能量回收装置往复运动快速换向切换的过程中,会造成系统压力流量的波动,而压力的波动冲击会影响反渗透膜的寿命和产水品质。因此,研究能量回收装置的动态性能,找到影响压力流量变化的主要因素,提出抑制压力波动的方法,对降低装置换向冲击噪声和压力冲击对淡化膜的损害,进而降低海水淡化的成本有重要作用。由于昂贵的材料费和加工费使得实验研究成本很高,考虑到研究问题的复杂性与经济性,以及目前计算机仿真技术的支撑条件,本论文采用结构设计、理论分析、仿真对比相结合的方法,开展对阀控双活塞缸能量回收过程动力学特性的研究,主要工作内容如下:1、提出一种自动调心的双活塞往复式增压缸,分析了海水介质下能量回收缸设计的关键技术,对能量回收缸的结构、参数进行了详细设计和计算;根据能量回收缸的工作环境及强度硬度等要求选用合适的316L奥氏体不锈钢作为结构材料;根据缸的形式确定了缸的静密封和动密封形式;提出采用磁性接近开关控制缸的换向,通过实验验证了控制方案的可行性。2、通过实验测试了二位四通水压换向阀的动态性能,分析了先导阀阻尼孔大小、插装阀阀芯复位弹簧参数、插装阀阀芯阀套阻尼孔大小对水压换向阀动态性能的影响。3、基于AMESim建立了双活塞往复式能量回收装置关键元件二位四通水压换向阀和双活塞往复式增压缸的仿真模型,并对仿真曲线的主要变化规律进行分析,验证模型的正确性,并通过仿真批运行优选出增压缸的主要参数和缓冲位置。4、设计了二位四通水压换向阀的虚拟正交试验,基于AMESim软件,研究各因素水平对换向阀动态性能的影响。仿真结果表明:对换向动态性能影响的因素由大到小依次为:先导阀阻尼孔大小、插装阀阀芯阀套阻尼孔大小、插装阀阀芯复位弹簧参数。当先导阀P、T 口阻尼孔大小5.8mm,插装阀阀芯阻尼4.5mm,阀套阻尼4mm,复位弹簧刚度系数7.2N/mm,预压缩力40N时,换向阀可获得较好的换向动态性能。5、建立了能量回收系统的集成仿真模型,研究二位四通电液换向阀、整流阀与增压缸集成耦合运行下的动态特性。着重研究了能量回收缸往复运动过程中出口流量和压力的变化,系统输入端和输出端总管路上的动态性能,输入端流量波动对系统出口动态性能的影响。针对系统中的流量和压力脉动问题,在主要流道处设置蓄能器以吸收脉动。仿真结果表明:蓄能器的充气压力和容积越大,系统出口处流量不均匀系数越小,压力波动量越小,当蓄能器充气压力为55bar,容积为18L时,压力超调量可控制在15%以内。