【摘要】：流漿箱是造紙機中紙漿上網(wǎng)的設備,對抄造出質(zhì)量良好的紙張起著關鍵性作用。在中低速紙機中多采用勻漿輥流漿箱,漿流通過勻漿輥時會產(chǎn)生較大橫向流動,不利于稀釋水定點調(diào)節(jié)。高速紙機中的水力式流漿箱,多采用湍流發(fā)生器產(chǎn)生微湍流,但其結構固定,不能根據(jù)紙張性能在線調(diào)節(jié)。本課題是基于發(fā)明專利“一種流漿箱(CN201310087488.1)”中所提出的輥殼式流漿箱,輥殼式流漿箱溝槽輥上的環(huán)形流道能夠減少漿流橫向流動,從而增強稀釋水調(diào)節(jié)效果。還能通過改變溝槽輥轉速或導流片的表面粗糙度調(diào)節(jié)漿流的湍流強度和尺寸,使流漿箱適應不同車速、不同紙張性能。紙漿在上網(wǎng)前的流動屬于固液兩相流體,流漿箱屬于流體機械,本文采用CFD技術對輥殼式流漿箱內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬,據(jù)此對部分結構和參數(shù)進行了優(yōu)化。通過改變噴漿速度、溝槽輥轉速研究輥殼式流漿箱的車速控制機理。通過溢流室進口角度的變化設計實現(xiàn)對溢流室壓力的調(diào)節(jié)。通過加入稀釋水單元研究輥殼式流漿箱的稀釋水調(diào)節(jié)效果和橫幅擴散情況。本論文的具體研究內(nèi)容和結果如下:(1)對輥殼式流漿箱噴漿速度與壓力的關系進行研究。溢流室結構優(yōu)化前,不同噴漿速度時的流場壓力顯示,流漿箱內(nèi)部壓力(均衡室壓力和溢流室壓力)與噴漿速度之間均符合二次函數(shù)關系。隨著噴漿速度的升高,均衡室壓力逐漸升高,但溢流室壓力卻逐漸下降,且始終為負壓,這一規(guī)律與傳統(tǒng)流漿箱不同,不便于調(diào)節(jié)控制。(2)對輥殼式流漿箱溢流室結構進行了優(yōu)化。不同溢流室進口角度時的流場壓力顯示,一定范圍內(nèi)的溢流室進口角度與溢流室壓力之間符合一次函數(shù)關系,溢流室壓力隨著進口角度的減小而增大。溢流室結構優(yōu)化后,溢流室壓力可以不再是負壓,且隨著噴漿速度的升高而升高,與傳統(tǒng)流漿箱的規(guī)律一致。通過溢流室進口角度變化設計可以實現(xiàn)理想的溢流室壓力范圍,這可以擴大敞開式流漿箱的車速范圍,可簡化流漿箱結構,且便于操作,降低制造成本及運行成本。(3)不同溝槽輥轉速時的流場壓力顯示,溢流室壓力隨著溝槽輥轉速的升高而降低。溢流室進口角度優(yōu)化后,溢流室壓力隨溝槽輥轉速的變化率有較大幅度降低。這表明調(diào)節(jié)溝槽輥轉速不僅可以改變漿流的湍流程度,還可以調(diào)節(jié)箱內(nèi)總壓。當溢流室進口的傾斜角度不變,通過電機調(diào)節(jié)溝槽輥轉速可以進一步微調(diào)溢流室壓力,達到調(diào)節(jié)噴漿速度的目的。(4)對輥殼式流漿箱稀釋水調(diào)節(jié)效果進行研究。采用兩種密度不同的相溶流體,其混合密度變化即代表稀釋水的分布情況。首先,通過單流道模型研究稀釋水的混合效果,結果表明,最穩(wěn)定的稀釋水添加位置為輥殼外45.0°,而且稀釋水流速不應小于0.7m/s。其次,通過三流道模型(只在中間流道加入稀釋水)研究稀釋水的橫幅擴散情況,各流道的稀釋水調(diào)節(jié)效果表明,溝槽輥能較好地限制稀釋水發(fā)生橫幅擴散。(5)稀釋水的橫幅擴散情況不僅與溝槽輥頂部和輥殼之間的間隙大小有關,還與出口唇板的結構有關。結果表明,間隙越小,稀釋水的橫幅擴散程度越小,但對溝槽輥和輥殼的表面加工精度要求越高。通過優(yōu)化唇板結構,提高了唇口處的定點調(diào)節(jié)效果。
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS734
【圖文】：

1-溝槽輥輥體 2-擋環(huán) 3-導流片 4-環(huán)形流道圖 1-2 溝槽輥結構圖Fig. 1-2 Structure diagram of grooved roller的特點流的湍流程度式流漿箱的勻整元件，它能根據(jù)實際生產(chǎn)所需種紙漿均能達到高強度、小尺寸的湍流。溝槽止輥殼之間的速度差[33]，速度差越大產(chǎn)生的湍此，當漿料或產(chǎn)品換代時，只需要調(diào)整溝槽輥能達到理想的湍流程度，而無需根據(jù)紙產(chǎn)品性能釋水橫幅定量調(diào)節(jié)由多個環(huán)形流道組成，從均衡室進入后的漿流在環(huán)形流道之間的橫向流動，使?jié){流只能沿著溝槽等問題。當添加稀釋白水進行橫幅定量調(diào)節(jié)時很難在溝槽輥橫幅方向上發(fā)生擴散，這時對于

箱的基本結構和工作原理，利用數(shù)值模擬的方法研究了流漿箱上部步確定了溝槽輥的尺寸和轉速。并在后續(xù)的研究中對其溝槽輥導流35]。在對輥殼式流漿箱的流體仿真研究中，利用 FLUENT 軟件研究了輥和結構時的流動特性，優(yōu)化了溝槽輥上部環(huán)形流道之間的寬度和溝構。研究不同噴漿速度、不同溝槽輥轉速時的流場各項分布情況，速，優(yōu)化了輥殼式流漿箱的均衡室進口位置和角度[36]。利用 FLUENT 數(shù)值模擬的方法研究了輥殼式流漿箱噴漿速度和溝的速度分布和湍流強度的影響[33]。研究結果表明溝槽輥環(huán)形流道寬5mm，當溝槽輥轉速為 120rad/s 時，溝槽輥各流道內(nèi)的湍流強度最，最有利于分散紙漿中纖維網(wǎng)絡或絮聚團。利用 SolidWorks 繪制出輥殼式流漿箱的三維模型，首次設計出了一箱實驗裝置[37]，如圖 1-3。并利用 FLUENT 軟件初步研究了輥殼式力之間關系。并研究了溝槽輥轉速變化對均衡室壓力和溢流室壓力體的噴漿速度控制機理和依據(jù)。溢流調(diào)壓室

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本文編號：2727639