稀釋型流漿箱內(nèi)稀釋水與漿流混合特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、稀釋水流漿箱是紙機技術(shù)拓展的新模塊，主要功能是通過稀釋水調(diào)節(jié)漿流濃度對紙機橫幅定量進(jìn)行調(diào)整。紙漿在流經(jīng)流漿箱的過程中應(yīng)確保漿流沿紙機橫向定量均勻，有效地防止纖維絮聚，且流漿箱內(nèi)流體的流動狀態(tài)沿紙機橫向和縱向需保持穩(wěn)定。因此，設(shè)計流漿箱時各部分的結(jié)構(gòu)尺寸都應(yīng)符合上述紙機實際要求。稀釋水在調(diào)節(jié)紙幅橫向定量的過程中因流漿箱結(jié)構(gòu)和流動參數(shù)的變化對漿流流動特性產(chǎn)生影響，進(jìn)而改變稀釋水的稀釋效果。其中，稀釋水添加單元、湍流發(fā)生器及唇板的結(jié)構(gòu)和流體的

2、流動參數(shù)是影響稀釋水稀釋效果的關(guān)鍵因素。
　　論文以稀釋型流漿箱的稀釋機理和紙機橫幅定量調(diào)節(jié)的研究出發(fā)，利用流體動力學(xué)CFD模擬軟件，通過對稀釋型流漿箱的稀釋系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化，研究稀釋水與漿流的混合特性以及流體參數(shù)對紙機橫向定量分布的影響，計算比較不同設(shè)備結(jié)構(gòu)和流動參數(shù)下稀釋水的稀釋效果。以定量均勻為目的，對稀釋水添加單元、勻漿裝置及唇板三部分的流動狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過模擬結(jié)果中流漿箱內(nèi)流場的流動特性，對各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸

3、進(jìn)行優(yōu)化，為稀釋型流漿箱結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　首先，從稀釋型流漿箱技術(shù)的開發(fā)意義入手，針對國內(nèi)外稀釋型流漿箱的應(yīng)用和技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀，對稀釋水定量調(diào)節(jié)的優(yōu)勢以及稀釋水添加單元對漿流流動特性產(chǎn)生的影響進(jìn)行理論分析;闡述稀釋水與漿流在流漿箱內(nèi)的混合機理;對稀釋水添加方式和稀釋水對流漿箱的定量調(diào)節(jié)機理進(jìn)行介紹;針對稀釋型流漿箱的稀釋水添加單元，在理論允許的范圍內(nèi)通過合理的假設(shè)和簡化建立兩種流體在流漿箱內(nèi)流動混合的數(shù)學(xué)理論模型

4、。
　　其次，通過分析稀釋水與漿流的混合機理，提出衡量標(biāo)準(zhǔn)，選擇流體動力學(xué)軟件FLUENT對稀釋型流漿箱內(nèi)部流動做三維數(shù)值模擬，針對三部分不同的結(jié)構(gòu)形式，在軟件中選擇與實際兩相流體混合情況最接近的湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究稀釋系統(tǒng)在不同結(jié)構(gòu)和流動參數(shù)下兩種流體的混合特性;以唇板不同截面和唇口剖面處的漿流速度、湍流強度、濃度以及稀釋水的體積分?jǐn)?shù)分布為基準(zhǔn)，分析稀釋型流漿箱的調(diào)節(jié)效果和稀釋性能。首先對稀釋水單元從添加位置到唇口做整體模

5、擬，進(jìn)而對湍流發(fā)生器和唇板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，將優(yōu)化后的模型進(jìn)行數(shù)值計算，選擇出稀釋效果最佳的稀釋型流漿箱各設(shè)備單元結(jié)構(gòu)和尺寸。
　　研究結(jié)果表明，稀釋水添加角度為30°，添加位置距穩(wěn)漿室入口50mm時，稀釋水定量調(diào)節(jié)效果最好。漸擴型結(jié)構(gòu)的湍流發(fā)生器和帶有恒定流道的噴漿裝置在稀釋型流漿箱中的造紙性能更優(yōu)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在纖維絮聚和定向性影響方面效果差，應(yīng)予以改進(jìn)。
　　通過稀釋水與漿流混合機理分析，結(jié)合計算機數(shù)值模擬技術(shù)，論文系