目前,反渗透海水淡化技术已经成为海水淡化领域应用最广泛的海水淡化技术之一。能量回收装置在降低反渗透海水淡化的能量损耗过程中起着关键作用,但是能量回收装置技术目前尚未完全实现国产化。转盘式能量回收装置是为了打破专利垄断实现国产化而设计出的一套新型能量回收装置,本文作者参与了该装置的结构设计与优化过程。转盘式能量回收装置所使用的原理是国际上主流的正位移压力交换原理。新鲜海水与高压浓盐海水在水压缸内部直接接触并完成压力能的传递,而压力能交换的过程是由转盘所控制的。转盘式能量回收装置的转盘在水动力的作用下可以实现自我平衡并且旋转,使得压力交换连续不断的进行,并且不需要额外的能量输入和控制系统。为了对转盘式能量回收装置的转盘进行结构设计优化及工程应用性能预测,本文基于流体力学理论,数值仿真模拟和实验三个方面研究转盘的水动力特性问题。研究内容包括以下几点:(1)根据正位移压力交换原理设计转盘式能量回收装置基本结构并理论上分析转盘式能量回收装置的转盘转速对能量回收装置的掺混率和能量回收效率的影响,提出转盘式能量回收装置陶瓷转盘的转速范围。(2)理论上分析转盘高压流体驱动转盘旋转的水动力机理并推导转盘驱动力矩数学模型。通过改变转盘高压环形流道截面积、转盘外径和转盘转速三个条件,保持其余条件不变来进行CFD仿真以探究转盘所受驱动力矩的特点与规律。(3)分析转盘旋转阻力矩的产生方式与场所并理论推导计算转盘层流状态下的旋转阻力矩数学模型。通过CFD仿真计算转盘内部流道惯性阻力矩,间隙流道摩擦阻力矩的影响因素与影响规律。(4)按照模拟结果设计转盘尺寸并加工,通过CFD模拟仿真计算实物转盘在不同流量工况下的驱动力矩特性和阻力矩特性,预测转盘转速,得到转速与流量工况的关系式,通过将实验数据与模拟转速进行比较来验证模拟的准确性。