主要提出了反渗透海水淡化系统的新型动力装置,将自由活塞斯特林发动机与往复式柱塞泵耦合,构成自由活塞斯特林增压泵,为反渗透海水淡化系统提供动力。首先,通过分析该发动机的结构和运行机理,建立自由活塞斯特林增压泵质量-液压力-阻尼系统;其次,利用实用等温模型分析法对斯特林发动机进行热力学建模,利用流体力学对液压腔压力变化建模,以及利用牛顿定律对系统活塞动力学建模;最后,借助MATLAB软件对系统建模进行求解分析,求出新型增压泵的输出功率和流量。结果证明该增压系统的设计符合反渗透海水淡化系统的需求,并可正常运行。

针对水资源短缺及能源浪费两大问题,提出一种新型基于朗肯循环驱动进行反渗透海水淡化的复合系统,将蒸发器与增压泵相连,通过蒸汽为增压泵提供动力,从而推动海水进入反渗透膜进行海水淡化,并将排出的浓海水进行能量回收,为增压泵回程提供动力,使复合系统在满足朗肯循环的基础上进行海水淡化。首先建立整个系统的原理图,对增压泵及能量回收装置进行物理模型的建立,然后对整个系统进行热力学分析,以R245fa,R134a,R600,R600a 4种有机工质为例,基于热力学第一定律研究增压泵入口温度和进、出口压力对系统性能的影响。结果表明,整体设计能够正常运行。