目前对于我国反渗透水淡化工程而言,其所使用的泵类产品多依赖于进口且需要消耗大量电量,增加了水淡化成本。同时此泵类产品有结构复杂、体积大及噪音大等问题。为了解决以上问题,本文提出并设计了一种新型增压泵结构用于反渗透淡化,并对其工作特性进行了分析研究。首先,本文对反渗透淡化原理进行了详细的阐述,了解其中增压泵具体工作环境和原理后,设计新型增压泵结构原理图。此新型结构采用了?型斯特林自由活塞发动机与往复柱塞泵耦合的形式,得到?型斯特林自由活塞增压泵。其次,根据初始设定的额定功率和排水压力等条件对斯特林自由活塞发动机进行设计计算,采用?型自由活塞斯特林作为原型进行结构设计计算得出扫气容积,加热器、回热器、冷却器尺寸以及配气活塞和动力活塞等结构尺寸和参数。利用实用等温模型对斯特林自由活塞增压泵动力系统进行热力学建立,得出动力系统中各腔容积变化、压力变化、输出功和效率等结果,并研究了功率和效率的影响因素。再次,根据Navier–Stokes方程、欧拉方程和伯努利方程对斯特林自由活塞增压泵的输出系统进行数学建模,得出吸排水过程中液体流速、流量、压力、功率和效率等结果,并将结果与额定值进行对比,结果表明各项参数均满足预期值的要求。最后,利用遗传算法对斯特林自由活塞增压泵动力系统进行参数优化,以输出功为优化目标,通过优化温度比、扫气容积比、无益容积比、活塞相位角四个循环参数,结果显示输出功明显增大。为了降低瞬时脉动,通过改变斯特林自由活塞发动机的连接方式,增加泵缸数量,利用结构优化的方法降低脉动。分析结果显示流量脉动大幅减小。