转子流道倾斜式的外驱旋转压能交换器性能研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.003

山东科学 ›› 2020, Vol. 33 ›› Issue (6): 16-21.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.003

转子流道倾斜式的外驱旋转压能交换器性能研究

霍慕杰，别海燕*，林子昕，安维中

中国海洋大学化学化工学院，山东青岛 266100

收稿日期:2020-03-23 出版日期:2020-12-09 发布日期:2020-12-09
通信作者: 别海燕，女，副教授，研究方向为能量回收装置流体特性研究。E-mail:haiyanbie@ouc.edu.cn E-mail:1553789137@qq.com
作者简介:霍慕杰（1991—），男，硕士，研究方向为海洋资源利用。E-mail:1553789137@qq.com
基金资助:
山东省自然科学基金（ZR2017MEE046）

Evaluating the performance of external-drive rotary pressure exchanger with tilted rotor runner

HUO Mu-jie, BIE Hai-yan*, LIN Zi-xin, AN Wei-zhong

College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China

Received:2020-03-23 Online:2020-12-09 Published:2020-12-09

摘要/Abstract

摘要： 为提高外驱式旋转压能交换器性能，设计了转子流道倾斜式的外驱式旋转压能交换器，以能量回收效率和体积混合率为性能指标，利用商业CFD软件Fluent对模型求解计算，并与直流道外驱式旋转压能交换器模拟数据对比分析。结果表明，处理量相等的情况下，能量回收效率和体积混合率均随转子转速的升高而降低；同一转速下，转子倾斜角度改变，能量回收效率变化不超过0.04%，而对体积混合率有明显影响。研究结果对于提高外驱式旋转压能交换器设备性能具有一定指导意义。

关键词: 旋转式压能交换器, 转子倾斜角度, 数值模拟, 能量回收效率, 体积混合率

Abstract: Herein, an external-drive rotary pressure exchanger with tilted rotor channel was proposed to improve the performance of the exchanger. Energy recovery efficiency and volume mixing ratio were used as performance indexes. We used commercial CFD software Fluent to simulate the model and compared it with the simulation data of a DC out-of-channel-drive rotary pressure energy exchanger. Results showed that when the processing volume was equal, both the energy recovery efficiency and volume mixing ratio decreased with rotor speed increasing. Under the same rotor speed, with the rotor incline angle changed, the energy recovery efficiency changed to no more than 0.04%. The rotor incline angle had a significant impact on the volume mixing ratio. The results can be a guidance for improving the performance of external-drive rotary pressure exchanger.

Key words: rotary pressure exchanger, rotor incline angle; numerical simulation, energy recovery efficiency, volume mixing ratio

中图分类号:

TQ051.1

霍慕杰, 别海燕, 林子昕, 安维中. 转子流道倾斜式的外驱旋转压能交换器性能研究[J]. 山东科学, 2020, 33(6): 16-21.

HUO Mu-jie, BIE Hai-yan, LIN Zi-xin, AN Wei-zhong.

Evaluating the performance of external-drive rotary pressure exchanger with tilted rotor runner [J]. Shandong Science, 2020, 33(6): 16-21.

参考文献 11

1	阮国岭. 打造中国海水淡化市场的完整产业链[J]. 水工业市场, 2008(6): 16-18.
2	STOVER R L. Seawater reverse osmosis with isobaric energy recovery devices[J]. Desalination, 2007, 203(1/2/3): 168-175. doi: 10.1016/j.desal.2006.03.528
3	MACHARG J P, MCCLELLAN S A, MINER G. Pressure exchanger helps reduce energy costs in brackish water RO system[J]. Journal - American Water Works Association, 2004, 96(11): 44-47. doi: 10.1002/j.1551-8833.2004.tb10739.x
4	吴大转, 吴俊, 赵飞, 等. 旋转压力交换器内间隙泄漏和润滑特性研究[J]. 高校化学工程学报, 2014, 28(6): 1204-1209. doi: 10.3969/j.issn.1003-9015.2014.06.004
5	陈志华, 邓建强, 梅玫, 等. 自驱型旋转式压力能交换器的结构优化与动态性能研究[J]. 化工机械, 2017, 44(4): 419-425. doi: 10.3969/j.issn.0254-6094.2017.04.013
6	WANG Y, WU L Y, LI B, et al. Numerical simulation and analysis of the mixing process of rotary pressure exchangers with different sizes and structures[J]. Journal of Chemical Engineering of Japan, 2016, 49(7): 573-578. doi: 10.1252/jcej.15we140
7	张金鑫, 王越, 杨勇君, 等. 反渗透海水淡化转子式压力交换器运行特性研究[J]. 化学工业与工程, 2012, 29(5): 48-52. doi: 10.13353/j.issn.1004.9533.2012.05.001
8	曹峥, 邓建强, 刘芹, 等. 基于波系分析的自增压旋转压力能交换器性能研究[J]. 工程热物理学报, 2016, 37(2): 314-318.
9	田俊杰, 王越, 吴家能, 等. 静压支承技术在海水淡化旋转式能量回收装置中的应用[J]. 化工进展, 2019, 38(2): 798-804. doi: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0896
10	武立明. 端面造型技术在转子式能量回收装置中的应用研究[D]. 天津: 天津大学, 2015.
11	XU E L, WANG Y, WU L M, et al. Computational fluid dynamics simulation of brine-seawater mixing in a rotary energy recovery device[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53(47): 18304-18310. doi: 10.1021/ie503270w

[1]	赵崇鑫, 崔建波, 金延超, 韩亚洲, 吴龚鹏, 何燕, 魏振文. 远临界点垂直管内超临界CO₂换热特性的数值模拟研究[J]. 山东科学, 2025, 38(1): 83-95.
[2]	张芮菡, 姜乐文, 王越, 郝宗睿. 自诱导漩涡收油器的结构参数优选与除油效果研究[J]. 山东科学, 2024, 37(6): 12-21.
[3]	冯浩, 王杰, 隋春杰, 陈伟, 张斌. 分布盘型浸没燃烧蒸发器数值模拟研究[J]. 山东科学, 2024, 37(4): 75-83.
[4]	张国建, 孟浩, 熊威, 白涛, 孟现臣, 王军, 吕晓. 人工湖下连采连充煤炭开采地表移动变形预测研究[J]. 山东科学, 2023, 36(5): 33-43.
[5]	李鹏举, 钱林根, 吴强, 黄山, 陈甦. 悬挂式止水帷幕基坑降水开挖对临近高铁桥墩影响[J]. 山东科学, 2022, 35(6): 116-122.
[6]	董辉,任旭云. 基于DEM-CFD耦合方法的水合物与砂颗粒运动分析[J]. 山东科学, 2022, 35(3): 123-130.
[7]	王小雨,张聿祥. 内插中心斜杆换热管的换热性能[J]. 山东科学, 2022, 35(3): 35-42.
[8]	季璨, 刘志刚, 吕明明. 余热发电系统双S型旋流片喷嘴内部闪蒸过程数值研究[J]. 山东科学, 2021, 34(6): 77-82.
[9]	高国强, 陈国富. 多元流体油藏传热计算新模型[J]. 山东科学, 2021, 34(5): 49-57.
[10]	纪君娜. 栅栏板护面下护岸越浪数值模拟[J]. 山东科学, 2021, 34(4): 14-20.
[11]	黄庭祥, 胡成功, 姜小辉, 孙晓, 曹亮, 赵红霞. 双层皮带机防雨罩流场和粉尘浓度场分析[J]. 山东科学, 2021, 34(4): 80-86.
[12]	刘进, 蒋慧略, 刘波, 杜大伟. 汽车外流场分析以及流线型改进[J]. 山东科学, 2020, 33(3): 87-92.
[13]	温永祺, 谢东繁, 王祥, 周豪. 基于车间通信的换道策略研究[J]. 山东科学, 2019, 32(4): 46-55.
[14]	孙德智，王桂青, 田长文. 基于MAGMASOFT的大型铝合金叶轮铸造工艺模拟[J]. 山东科学, 2018, 31(4): 44-49.
[15]	唐晟，赵耀华，刁彦华，全贞花. 多孔挤压铝扁管电子芯片热沉的热性能研究[J]. 山东科学, 2018, 31(3): 39-47.

转子流道倾斜式的外驱旋转压能交换器性能研究

Evaluating the performance of external-drive rotary pressure exchanger with tilted rotor runner

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 11

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0