能量回收装置是反渗透海水淡化系统中的重要组成部分,可将透过反渗透膜的高压浓盐水的压力能传递给低压新鲜海水,从而达到回收能量、降低系统产水能耗的目的。采用旋转正位移原理的转子式能量回收装置,由于其效率高、处理量灵活、结构简单可靠等优点,是目前反渗透海水淡化市场应用的主流产品。本文以压力交换器-增压泵一体式能量回收装置（PPX）的配流副为主要研究对象,针对PPX内部流体的流动特性和配流副端面的密封问题展开研究,综合运用数值分析、CFD分析、试验验证等方法,对能量回收装置的关键摩擦副进行优化研究,以获得PPX装置的能量高效转换和高品质流量输出。本文的主要研究内容包括:（1）介绍了反渗透海水淡化系统的组成单元,对比分析了国内外转子式能量回收装置的性能特点和研究现状,总结概述了转子式能量回收装置关键摩擦副的研究进展,提出本文的主要研究内容和关键技术问题。（2）设计了电机驱动式压力交换器-增压泵一体化能量回收装置样机,分析了转子孔道内流体在配流副上发生的能量交换过程;建立了配流副楔形水膜不同间隙工况下,压力场和泄漏量随密封带尺寸变化的动态特性方程;并通过数值计算分析了不同配流副间隙和密封带尺寸对端面密封性能和泄漏量的作用规律。（3）对比研究了17-4PH不锈钢、Cr₃C₂-NiCr、WC-10Co-4Cr、Cr₂O₃和Al₂O₃-13TiO₂陶瓷涂层与CF-PEEK复合材料在水中的摩擦学性能。通过改变转速和加载力筛选配流副材料,实验表明CF-PEEK/Al₂O₃-13TiO₂配对在水润滑条件下的摩擦磨损性能最为优异。（4）基于软件Pump Linx建立了能量回收装置PPX的联合流体仿真模型,对PPX的压力场和海水组分浓度场进行模拟,分析了液柱活塞的形成过程以及掺混现象的特点;对比分析了配流盘卸荷槽对出口流量波动的影响,研究了端面密封结构的压力分布以及配流副间隙和能量回收装置转速对泄漏量的影响。（5）搭建了以能量回收装置PPX为核心的小型反渗透海水淡化实验系统,开展了反渗透膜组实验对反渗透膜产水率和工作压力的实验研究;通过端面密封性能实验考察了弹簧预紧力对端面密封性能的影响,得到了端面泄漏量和泄漏率随工作压力的变化趋势;开展流体压力能回收实验研究,分析了不同组分浓度溶液下PPX掺混率和能量回收率的变化趋势;最后获得了实验系统的产水能耗性能曲线。本研究中PPX样机实验系统工作压力4MPa下,产水率15.3%,PPX样机的能量回收效率为68.9%,掺混率为15%。