新型水力式流漿箱內(nèi)漿料流動機理及數(shù)值模擬研究.pdf

1、水力式流漿箱是造紙機的漿料流送設(shè)備，位于造紙機的起始部分，其主要作用是把漿料均勻而穩(wěn)定地流送分布上網(wǎng)。為使紙頁定量、勻度均一以及防止?jié){料絮聚，要求流漿箱內(nèi)漿料流動橫向、縱向分布均勻，因此，水力式流漿箱各組件結(jié)構(gòu)設(shè)計要非常符合流體力學原理。在水力式流漿箱流場內(nèi)，流速分布和雷諾數(shù)主要反映漿料流動狀況，漿料的壓強和微湍流效應(yīng)主要反映流漿箱各組件的布漿、勻整性能等。其中，微湍流發(fā)生器設(shè)計是關(guān)鍵，其直接決定了水力式流漿箱的工作性能。 為研

2、究水力式流漿箱內(nèi)流場的流動特性，本論文采用最新的CFD數(shù)值模擬軟件，通過深入剖析國際上目前比較先進的稀釋水力式流漿箱結(jié)構(gòu)及設(shè)計，對稀釋水加入單元的混合特性和微湍流發(fā)生器及唇口等部位的湍流場特性及分布，進行了數(shù)值模擬。據(jù)此對湍流發(fā)生器和稀釋水混合單元結(jié)構(gòu)及尺寸進行優(yōu)化，為其設(shè)計提供可靠的依據(jù)。比對國外最新式同類型流漿箱，最終實現(xiàn)開發(fā)出性能達到或接近國際先進水平的完全國產(chǎn)化流漿箱的目標。 首先，從前人研究的基礎(chǔ)及結(jié)論入手，針對水力式

3、流漿箱的具體結(jié)構(gòu)特點，探討了水力式流漿箱內(nèi)主要組件布漿器、微湍流發(fā)生器和噴漿裝置的作用機理；并從流體動力學角度給出了流漿箱內(nèi)漿料纖維的分散和均布機理；針對水力式流漿箱內(nèi)特定的稀釋型漿料纖維，通過合理的假設(shè)建立起稀釋纖維液在水力式流漿箱內(nèi)流動的數(shù)理模型。 然后，通過修改FLUENT軟件內(nèi)現(xiàn)有的計算模型，使其更符合以上建立的稀釋纖維液理論模型；針對布漿器、湍流發(fā)生器的不同結(jié)構(gòu)形式，在不同的纖維濃度和入口速度的條件下，應(yīng)用FLUENT

4、軟件來模擬紙漿纖維在水力式流漿箱內(nèi)的流動特性；并以流動速度、壓強、湍流強度、湍流尺度及濃度分布為具體衡量指標，來分析比較水力式流漿箱內(nèi)各組件的工作性能。 最后，在以上研究結(jié)論之上，給出了流漿箱結(jié)構(gòu)的最佳組成形式和具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。 以上研究結(jié)果是在三維多相流CFD數(shù)值模擬中獲得，有關(guān)結(jié)論與國內(nèi)外實驗研究結(jié)論比較一致。隨著研究的更加深入，有望將理論分析、數(shù)值模擬分析和實驗分析等充分融合，將用于全面指導新型水力式流漿箱的