基于Fluent的压力能交换器端面液膜支撑机理分析.pdf

浙 江 大 学 学 报 (工学版) 第 48卷第 8期 JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience) Vo1．48NO．8 2014年 8月 Aug．2014 DOI：10．3785／i．issn．1008—973X．2014．08．025 基于 Fluent的压力能交换器端面液膜支撑机理分析 赵 飞，杨 帅，吴 俊 ，吴淳杰 ，吴大转 (浙江大学 化工机械研究所 ，浙江 杭州 310027) 摘 要 ：为研究海水淡化用旋转式压力能交换器端面液膜支撑机理和刚度特性，为间隙设计提供参考 ，对压力能交 换器 内环 向液膜 、端面液膜和孔槽进行整体三维建模 ，基于 Fluent对间隙内三维压力场进行定常计算．结果表 明， 旋转压力能交换器端面液膜支撑为静压支撑 ，且在讨论端面支撑原理时，环 向液膜不能忽略．环 向液膜对支撑力的 影响体现在对端面润滑槽均压值 的影响，当端面液膜间隙小于环 向液膜半径 间隙时，端面液膜刚度较大，随着环 向 液膜间隙增大，端面液膜支撑刚度下降，且在端面小间隙下尤为 明显．另外发现 ，端面支撑力与进 V1压力呈线性关 系 ，且压力越大 ，端面液膜支撑刚度越大． 关键词 ：支撑力 ；刚度 ；间隙；压力能交换器 ；数值模拟 中图分类号 ：TK 79；TH 117．2 文献标志码 ：A 文章编号 ：1008—973X(2014)08—1528—06 Analysison supportmechanism oftheaxialfilm in Rotary PressureExchangerbasedon Fluent ZHAOFei，YANG Shuai，WU Jun，WU Chun-jie，WU Da—zhuan (InstituteofChemicalMachinery，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：To research the supportmechanism and stiffnessofaxialfilm in rotary pressure exchanger (RPE)which iswidely employed in Sea—waterReverseOsmosis (SW RO)system ，a3-D model，which includescircumferentialfilm ，axialfilm andlubricationgroove，wasbuilttostimulatethepressurefieldin clearancebased on Fluent software。 It is proved thatthe supportcapacity of axialfilm depends on hydrostaticeffect，andthecircumferentialfilm effectonsupportcapacityofaxialfilm cannotbeignored． Theeffectofcircumferentialfilm onsupportcapacityisreflectedintheinfluenceoftheaveragepressureof lubricationgroove．Thestiffnessofaxialfilm islargerwhentheaxialclearanceissmallerthantheradial clearance．W ith the increasing ofradialclearance，the stiffnessofaxialfilm declines，which ismore obviousina1ittleclearanceofaxialfilm ．Theaxialforceofaxialfilm hasalinearrelation with theinlet press