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(jī)技術(shù)拓展的新模塊，主要功能是通過(guò)稀釋水調(diào)節(jié)漿流濃度對(duì)紙機(jī)橫幅定量進(jìn)行調(diào)整。紙漿在流經(jīng)流漿箱的過(guò)程中應(yīng)確保漿流沿紙機(jī)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(dòng)狀態(tài)沿紙機(jī)橫向和縱向需保持穩(wěn)定。因此，設(shè)計(jì)流漿箱時(shí)各部分的結(jié)構(gòu)尺寸都應(yīng)符合上述紙機(jī)實(shí)際要求。稀釋水在調(diào)節(jié)紙幅橫向定量的過(guò)程中因流漿箱結(jié)構(gòu)和流動(dòng)參數(shù)的變化對(duì)漿流流動(dòng)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(dòng)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(jī)理和紙機(jī)橫幅定量調(diào)節(jié)的研究出發(fā)，利用流體動(dòng)力學(xué)CFD模擬軟件，通過(guò)對(duì)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(duì)紙機(jī)橫向定量分布的影響，計(jì)算比較不同設(shè)備結(jié)構(gòu)和流動(dòng)參數(shù)下稀釋水的稀釋效果。以定量均勻?yàn)槟康模瑢?duì)稀釋水添加單元、勻漿裝置及唇板三部分的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)模擬結(jié)果中流漿箱內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)特性，對(duì)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(jì)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(kāi)發(fā)意義入手，針對(duì)國(guó)內(nèi)外稀釋型流漿箱的應(yīng)用和技術(shù)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，對(duì)稀釋水定量調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)以及稀釋水添加單元對(duì)漿流流動(dòng)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(jī)理;對(duì)稀釋水添加方式和稀釋水對(duì)流漿箱的定量調(diào)節(jié)機(jī)理進(jìn)行介紹;針對(duì)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(guò)合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化建立兩種流體在流漿箱內(nèi)流動(dòng)混合的數(shù)學(xué)理論模型

4、。
　　其次，通過(guò)分析稀釋水與漿流的混合機(jī)理，提出衡量標(biāo)準(zhǔn)，選擇流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT對(duì)稀釋型流漿箱內(nèi)部流動(dòng)做三維數(shù)值模擬，針對(duì)三部分不同的結(jié)構(gòu)形式，在軟件中選擇與實(shí)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(dòng)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(qiáng)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(duì)稀釋水單元從添加位置到唇口做整體模

5、擬，進(jìn)而對(duì)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(jì)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(shí)，稀釋水定量調(diào)節(jié)效果最好。漸擴(kuò)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(guò)稀釋水與漿流混合機(jī)理分析，結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)，論文系