陆稿扩散式流浆箱硇数值檩拙酮究.PDF

维普资讯 论 文 · 夸 ·■ 逮 阶梯扩散式流浆箱的数值模拟研究 ArtleIsandRoview 陆稿扩散式流浆箱硇数值檩拙酮究 赵 强 ，潘定如 (北京林业大学材料科学与技术学院，北京 海淀区100083) 摘 要：从流体力学的角度 ，应用计算机软件matlab对浆流进行速 2．1．1 阶梯扩散器工作原理 度场 的模拟，先从理论上求得流浆箱设计 中必需的各种参数 ．以减轻实验 的负担，从而为 以较少的实验工作获得更多的准确数据创造条件。数值模 拟效果 良好 关键词：阶梯扩散器 ：流浆箱：marlab：势流 中圈分类号：TS7：}4．2 文献标识码 ：A 1 阶梯扩散式流浆箱各元件的设计计算 浆料流送设备是造纸机的起始部分，习惯上称之为 流浆箱或网前箱 。流浆箱被称为 造“纸机的心脏”，是连 结 “流送”与 “成型”两部分的关键枢纽。流浆箱为纸页成 a_阶梯扩散 器 b一流浆箱 整体图 形提供 良好成型的条件 ，即沿造纸机幅宽方 向均匀地分 1一锥管布浆器 2一阶梯扩散器 3一上网装置 布纸料 ，保证压力均布、速度均布、流量均布、浓度均布 图 1 阶梯扩散式流浆箱 和纤维定向的可控性和均匀性；有效地分散纸浆纤维。 阶梯扩散器的工作原理如图 1所示 (陈克复 ， 防止纤维絮聚；并按工艺的要求 ，提供和保持稳定的上 1984)，从总管进入的纸料沿纸机全宽被阶梯扩散器均 浆压头和浆网速 比。 匀的分散成多股单独的细小浆流。纸料在阶梯扩散器 内 本文选择国内常用的幅宽为2640mm纸机为研究对 分级扩大，靠管壁的浆流开始沿主流的方 向流动，在每 象，为纸机设计配套的阶梯扩散式流浆箱；并对其各组件 一 级之后因断面突然扩大，出现一个低压区。使浆流改 参数进行调整和模拟，确定出最佳的流浆箱设计方案。 变流向，产生 回流，形成一个封闭的强烈的涡流，由于阶 我们选用效果相对较好的阶梯扩散器作为流浆箱 梯扩散器尺寸小所产生的涡流将是小涡流，小涡流与主 的布浆、整流装置，流浆箱的具体组合如下：阶梯扩散式 流之间，有很大的速度差，从而产生强烈的剪切力，使主 流浆箱采用布浆器为方锥总管、沟纹孑L板布浆，匀整元 流和小涡流进行轴向和径向的强烈混合，浆料质点相互 件采用阶梯扩散器，堰板为敛唇式。本文以其核心部件 碰撞摩擦进行能量交互，在速度头恢复为静压头时．动 阶梯扩散器为例 ，用matlab软件的pde工具箱对其势 能逐步转换成静压能，同时产生湍动，这种湍动具有很 流进行数值模拟。 高的湍动强度和很小的湍动度 ，这正是所期望的 “高强 2 流浆箱设计的给定工艺参数 微湍动”。随后流道内的浆流迅速趋于均匀，纸料通过阶 梯扩散器后，各股浆流又迅速汇合起来 ，逐步消除边界 工作车速 V=300—450m／min．流浆箱计算车速 400 m／min；产品定量 g--40～80g／m。，以80g／m。计算 ；净纸宽 层效应的影响，待浆流稳定后即可喷浆上网。 度 B=2．64In；卷纸机上纸宽 BM=2．69nl；纸幅横 向总收 2．2．2 阶梯扩散器结构设计对浆流的影响 (陈克复 。 缩率 ￡=5％；成纸干度C0：0．94；浆料上网浓度 C=0．8％； 1984) 总管回流率 ：10％(QO)；前墙溢流率a1=5％(Q。)；总漏 (1)阶梯扩散管的台阶梯数 N， 浆系数K=I．5；浆料比重 =1；网速对车速滞后系数Kc= 浆流通过阶梯扩散管的压头损失是很大的，如果台 0．95；浆速对网速滞后系数KT=0．90；总管浆流速度U。： 阶数 目太多，在进 口压头