اصلاح توربوشارژر هیدرولیکی واحد نمکزدایی به روش اسمز معکوس متناسب با تغییر شرایط فرآیندی

تولید آب شیرین به روش اسمز معکوس، از گزینه‌‌‌‌های به صرفه در بسیاری از کشورها است. یکی از مشکلات این روش، کاهش مقدار آب تولیدی به دلیل تغییر شرایط فرآیندی و آب خام مصرفی است‌. در این مقاله، به روشی برای بازطراحی روتور توربوشارژر هیدرولیکی به عنوان اصلی‌ترین قطعه این تجهیز که نقش بازیافت کننده انرژی در واحدهای آب شیرین‌کن را دارد، پرداخته شده است. بدین منظور، ابتدا عملکرد یک واحد نمک‌زدایی در حال بهره برداری بررسی و سپس با استفاده از روابط تشابه در توربوماشین‌ها و دینامیک سیالات محاسباتی، دو روتور جدید برای توربوشارژر موجود طراحی و ساخته شدند تا برای دو حالتی که به دلیل تغییر شرایط، ممبران به فشار بالاتر یا پایین‌تر از طراحی اولیه نیاز دارد، جایگزین روتور موجود شوند. برای صحت سنجی، نتایج تست با پارامترهای طراحی مقایسه شده‌‌‌‌اند. نتایج نشان می‌دهد علی رغم اعمال تغییر در فشار ورودی ممبران، توربوشارژر با روتورهای جدید علاوه بر ثابت نگه‌‌‌‌داشتن درصد تولید آب، باعث شده است مقدار بازیافت انرژی ثابت بماند و راندمان کل نیز در حالت فشار بالا، از راندمان توربوشارژر اولیه بیش از 4درصد و بازیافت انرژی حدود 2درصد بیش‌تر شود که نشان می‌دهد از این روش می‌وان در شرایطی که تغییر فشار ممبران‌ها به صورت محسوسی از فشار طراحی اولیه بالاتر یا پایین‌تر است، استفاده کرد.

redesign of energy recovery device to keep the production recovery constant

one of the problems of producing fresh water by reverse osmosis is its sensitivity to process conditions. in this article, a method for redesigning the hydraulic turbocharger rotor as an energy recovery device in desalination units has been discussed. for this purpose, firstly, the performance of a desalination unit in operation is investigated. then, using turbomachinery similarity relations and cfd, two new rotors have been designed for two high- and low-pressure modes and replaced with the primary rotor. the validated results with the test show that despite changing membrane inlet pressure, the amount of produced water was not changed, the total efficiency has increased by more than 4% and the energy recovery has increased by about 2% in the high-pressure mode, which shows that this method can be used in situations where the pressure change of the membranes is noticeably higher or lower than the initial design pressure.