盤磨機磨區(qū)流場模擬及磨盤齒型優(yōu)化的研究.pdf

1、造紙用盤磨機作為過程流體機械的代表性設備，已廣泛應用于制漿造紙領域，人們對其磨盤的材料、制造工藝、磨盤失效（磨損）機理、磨齒排列方式等方面進行了廣泛研究，磨盤齒型的設計、選擇合理與否，將直接影響盤磨機打漿的質量和能效。
　　本文基于三維建模軟件SOLIDWORKS建立了制漿造紙用盤磨機常用的5種不同齒型的磨盤模型，并使用計算流體力學(CFD）軟件Flow Simulation對這5種磨盤進行了內部流場模擬和分析。通過只改變磨盤齒型

2、排列的方式，對磨盤磨區(qū)內漿料流速、流態(tài)以及磨齒表面受力的情況進行模擬和分析，發(fā)現(xiàn)這5種齒型結構所產(chǎn)生的磨漿效果差異明顯，各有優(yōu)劣，并在此研究的基礎上提出了一種新型磨盤，最后通過數(shù)控雕刻機將磨盤加工成型，以便后來研究者對盤磨機磨盤磨漿過程做進一步的研究。本文的具體工作如下：
　　（1）綜述了國內外盤磨機磨盤設計理論及磨盤內部流場數(shù)值模擬分析的研究現(xiàn)狀，磨盤齒型和排列結構設計理論及其對磨漿過程的影響因素等。建立了盤磨機齒型設計參數(shù)及磨

3、盤內部流場計算機模擬的依據(jù)，并闡述了本文研究的內容及意義。
　?。?）從漿料動力學原理的角度，對紙漿在磨盤齒槽內的流動機理進行了深入分析。明確了在復雜作用力的合力下，漿料在磨齒溝槽中的運動趨勢，為解釋磨漿過程計算機模擬結果以及新磨盤齒型結構設計提供了依據(jù)。
　?。?）使用計算流體力學軟件Flow Simulation，采用單因素法，對目前常用的5種不同齒型結構的盤磨機磨盤內部以15％工作濃度的漿料進行模擬分析，得到其內部流場

4、流速、流跡線和磨齒表面剪應力的分布，橫向對比了這5種不同齒型結構的磨盤優(yōu)缺點，探討了影響漿料流動狀態(tài)的規(guī)律。
　?。?）基于前文研究結果，通過演化傳統(tǒng)磨盤齒型排列的方法，提出了一種新齒型磨盤。對新型磨盤內部流場進行計算機模擬，將模擬結果與前文中的5種常用磨盤進行對比。新型磨盤內部流場流動順暢，流速均勻，磨齒表面受力良好，達到了改進提高的目的。
　?。?）借助ArtCAM與Mach Mill輔助制造工具，使用CNC系統(tǒng)，以無色