海水淡化系统设计方案

海水淡化系统的设计方案根据初步设想，设计了以水压泵和油压泵两种工作方案。（1）采用水压泵的初步设计方案：通过查找相关资料，找到了陶氏反渗透膜的一些型号以及参数，如下所示：反渗透膜：工作压力800psi=0.1×800÷14.5Mpa=5.517Mpa1200psi=0.1×1200÷14.5Mpa=8.276Mpa由于只是进行模型的验证，所以打算选取压力较低的进行试验，故假定工作压力5.5Mpa。从杨老师那了解了一些水压泵的基本信心以及工作参数，如下所示：水轮机增速器水压泵反渗透膜浓盐水高压淡水蓄能器从图中的曲线可知，当工作压力为5.5Mpa时，4.6CC的水压泵对应的输入转矩是约为5N·M，并假设工作时的转速是1500r/min。由水压泵对应的计算公式方法：可得要求水压泵的输入功率P=5*1500/9549≈0.8KW，考虑到液压系统以及传动过程中的能量损失，水轮机的设计功率应至少为1KW。根据一般水轮机的工作情况，可假设水轮机正常工作时的转速为50r/min,由此可知在水轮机与水压泵之间应加上增速器，增速比为1:30，由此可知水轮机的转矩应至少为150N·M。○1尖速比λ=vwr=vnr602，故叶片转速n=rv260=rv30，其中v为水流流速，r为叶片半径。根据尖速比λ与叶片匹配关系，确定λ为6，并假定工作使水流的流速是1m/s。则可以计算出叶片的直径r=1.15m，由此可知叶片的直径至少为2.3m，其大小不利于在水槽中进行模型试验。○2根据风力机能量系数的分布规律，选定水轮机的能量系数为35%，水的密度为ρ=10003/mkg。由功率公式知P=PratedCDV2)2(21，故叶片直径r=2D=PratedCVP32=1.2m，故叶片直径至少为2.4m，基本与○1中的计算结果相同。（2）采用油压泵的初步设计方案。液压转换成水压的系统原理如下图所示：根据方案（1）中的设计，知反渗透膜的工作压力为5.5Mpa。图中的增压缸采用的是由大缸来驱动小缸来进行增压的工作方式。假设小缸中活塞的直径为d1=Φ10mm，大缸中的活塞的直径是d2=Φ100mm，则大缸中的液体工作压力应为55.6Kpa，考虑到压力损失，采用60Kpa来进行接下来的计算。其中标准大气压的大小约为101Kpa，水轮机转速为50r/min，用此转速带动液压泵进行工作。大缸中的活塞杆所受的工作阻力F=PA=P·4)(2221dd=466.3NCB-B低压齿轮油泵是将机械能转换为液压能的转换装置。水轮机液压泵转换器反渗透膜浓盐水高压淡水蓄能器CB-B齿轮泵应用范围：用于机床、工程机械的液压系统，作为液压系统的动力源，也可作润滑泵，输油泵使用。CB-B齿轮泵型号CB-B齿轮泵外形图CB-B齿轮泵技术参数型号额定流量L/min额定压力MPa额定转速r/min容积效率ηv%总效率ηt%压力脉动MPa噪声值分贝电机功率kw重量kgCB-B2.52.52.51450≥70≥63±0.2062～650.372.4CB-B44≥80≥722.8CB-B660.553.2CB-B1010≥90≥813.5CB-B161667～701.15.2CB-B20205.4CB-B25251.55.5CB-B3232≥94≥856.0CB-B404074～772.210.5CB-B505011.0CB-B6363311.8CB-B808078～80417.6CB-B100100≥95≥8618.7CB-B1251255.519.5从以上的具体的液压泵以及相关的图中可以看出，液压泵的最低转速往往不低于300r/min,故要求液压泵在工作转速为50r/min时，其输出的工作压力达到60Kpa的情况暂无法确定。接下来将继续查阅液压泵的相关参数，以确定市场上是否存在合乎设计要求的产品。此外，考虑在系统中设置传动比为1：6左右的增速器进行接下来的计算。