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船用油压驱动海水往复泵的研制

作　者: 张玲珑
导　师: 冀宏
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 反渗透海水淡化 油压驱动往复泵 流量脉动 蓄能器
分类号: U664.58
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前反渗透海水淡化系统中使用的高压泵主要有往复式容积泵、多级离心高压泵和高速离心泵。且所用的高压泵主要依赖进口,国内目前还没有适用于反渗透海水淡化的高压泵,制约了我国海水淡化技术的发展。本文研制出了一种适用于船用反渗透海水淡化的油压驱动海水往复泵,具有结构简单、油水完全隔离、效率高等特点。分析计算了其流量输出特性,针对存在的流量脉动问题,提出了在往复泵出口设置蓄能器吸收流量脉动的方法,研究了主要因素对脉动控制效果的影响。论文的主要内容如下：第1章,阐述了本课题研究的目的和意义；概述了船用反渗透海水淡化装置中油压驱动往复泵的研究现状和存在的问题；概括了本论文的主要研究内容。第2章,从反渗透原理和反渗透法的基本流程出发设计了反渗透海水淡化系统,并根据船用海水淡化装置的特殊要求,设计并研制出一台适用于船用反渗透海水淡化系统的油压驱动往复泵。第3章,通过对油压驱动往复泵的运动学分析,得出其活塞的运动规律以及油压驱动往复泵的理想流量输出特性,发现往复泵输出流量存在较大的脉动性。分析得出油压驱动往复泵中海水缸内以及吸入、排出总管中的压力变化与往复泵活塞运动特点相关。第4章,对研制的油压驱动往复泵的流量输出特性进行分析计算,针对存在的流量脉动问题,在往复泵出口处设置蓄能器以吸收脉动。采用AMESim软件对带蓄能器的往复泵输出特性进行了仿真计算,结果表明,往复泵出口处设置蓄能器能有效吸收脉动,影响其效果的主要因素是往复泵换向停留时间、蓄能器充气压力、蓄能器容积大小和往复泵出口到蓄能器之间管道直径。最后,对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了下一步的研究工作。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 反渗透海水淡化装置中高压泵的研究现状  10-13
    1.2.1 反渗透海水淡化装置中高压泵的研究概述  10-11
    1.2.2 油压驱动往复泵的研究概述  11-13
  1.3 论文主要内容  13-14
第2章 船用油压驱动海水往复泵的研制  14-29
  2.1 反渗透基本原理  14-15
  2.2 船用反渗透海水淡化系统的设计  15-18
    2.2.1 反渗透法的基本流程  15-16
    2.2.2 船用反渗透海水淡化系统主要组成部分  16-17
    2.2.3 船用反渗透海水淡化系统的设计  17-18
  2.3 油压驱动往复泵的研制  18-28
    2.3.1 油压驱动往复泵的结构特点  19-22
    2.3.2 油压驱动往复泵型式的确定  22
    2.3.3 油压驱动往复泵各参数的确定  22-24
    2.3.4 油压驱动系统中主要元件的选取  24
    2.3.5 油压驱动往复泵主要零部件的设计  24-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 油压驱动往复泵海水缸流量和压力特性  29-44
  3.1 油压驱动往复泵工作原理  29-30
  3.2 油压驱动往复泵运动学分析  30-32
  3.3 油压驱动往复泵的理论输出流量特性  32-33
  3.4 油压驱动往复泵压力变化规律  33-42
    3.4.1 吸入总管中的压力变化规律  33-36
    3.4.2 吸入过程中缸内压力变化规律  36-39
    3.4.3 排出总管中的压力变化规律  39-41
    3.4.4 排出过程中缸内压力变化规律  41-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章 油压驱动海水往复泵的流量脉动及其控制  44-58
  4.1 油压驱动往复泵输出流量特性  44-46
    4.1.1 油压驱动往复泵输出系统工作原理  44-45
    4.1.2 油压驱动往复泵的理论输出流量特性  45-46
  4.2 输出流量脉动控制的主要方法  46-47
  4.3 吸收压力脉动的蓄能器及其回路数学模型  47-50
    4.3.1 蓄能器数学模型  47-49
    4.3.2 带蓄能器的回路数学模型  49-50
  4.4 油压驱动往复泵输出流量脉动仿真模型  50-51
  4.5 油压驱动往复泵输出流量脉动仿真与分析  51-56
    4.5.1 蓄能器吸收脉动的仿真  51-53
    4.5.2 活塞停留时间对脉动的影响  53-54
    4.5.3 蓄能器充气压力对脉动的影响  54-55
    4.5.4 蓄能器容积大小对脉动的影响  55-56
    4.5.5 管道直径对脉动的影响  56
  4.6 本章小结  56-58
总结与展望  58-60
  1 总结  58-59
  2 展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文  64
附录B 科研实践  64

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶辅机及设备 > 泵、阀、废热锅炉
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