海水淡化系统设计方案.doc

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=5.517Mpa 1200 psi=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： 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。 尖速比λ==，故叶片转速n==，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。 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=1000。 由功率公式知P=，故叶片直径r===1.2m，故叶片直径至少为2.4m，基本与中的计算结果相同。 （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d=Φ10mm，大缸中的活塞的直径是d=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·=466.3N CB-B低压齿轮油泵是将机械能转换为液压能的转换装置。 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kg CB-B2.5 2.5 2.5 1450 ≥70 ≥63 ±0.20 62～65 0.37 ? 2.4 CB-B4 4 ≥80 ≥72 2.8 CB-B6 6 0.55 ? 3.2 CB-B10 10 ≥90 ≥81 3.5 CB-B16 16 67～70 1.1 ? 5.2 CB-B20 20 5.4 CB-B25 25 1.5 ? 5.5 CB-B32 32 ≥94 ≥85 6.0 CB-B40 40 74～77 2.2 ? 10.5 CB-B50 50 11.0 CB-B63 63 3 11.8 CB-B80 80 78～80 4 17.6 CB-B100 100 ≥95 ≥86 18.7 CB-B125 125 5.5 ? 19.5 增速器 水压泵 反渗透膜 浓盐水 高压淡水 蓄能器 蓄能器 高压淡水 浓盐水 反渗透膜 转换器 液压泵 水轮机