稀釋型流漿箱內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拓展的新模塊，主要功能是通過稀釋水調節(jié)漿流濃度對紙機橫幅定量進行調整。紙漿在流經流漿箱的過程中應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，設計流漿箱時各部分的結構尺寸都應符合上述紙機實際要求。稀釋水在調節(jié)紙幅橫向定量的過程中因流漿箱結構和流動參數(shù)的變化對漿流流動特性產生影響，進而改變稀釋水的稀釋效果。其中，稀釋水添加單元、湍流發(fā)生器及唇板的結構和流體的

2、流動參數(shù)是影響稀釋水稀釋效果的關鍵因素。
　　論文以稀釋型流漿箱的稀釋機理和紙機橫幅定量調節(jié)的研究出發(fā)，利用流體動力學CFD模擬軟件，通過對稀釋型流漿箱的稀釋系統(tǒng)進行結構改進和優(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，計算比較不同設備結構和流動參數(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)進行數(shù)值模擬，通過模擬結果中流漿箱內流場的流動特性，對各部分的結構和尺寸

3、進行優(yōu)化，為稀釋型流漿箱結構設計和性能優(yōu)化提供理論依據。
　　首先，從稀釋型流漿箱技術的開發(fā)意義入手，針對國內外稀釋型流漿箱的應用和技術開發(fā)現(xiàn)狀，對稀釋水定量調節(jié)的優(yōu)勢以及稀釋水添加單元對漿流流動特性產生的影響進行理論分析;闡述稀釋水與漿流在流漿箱內的混合機理;對稀釋水添加方式和稀釋水對流漿箱的定量調節(jié)機理進行介紹;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通過合理的假設和簡化建立兩種流體在流漿箱內流動混合的數(shù)學理論模型

4、。
　　其次，通過分析稀釋水與漿流的混合機理，提出衡量標準，選擇流體動力學軟件FLUENT對稀釋型流漿箱內部流動做三維數(shù)值模擬，針對三部分不同的結構形式，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行數(shù)值模擬，研究稀釋系統(tǒng)在不同結構和流動參數(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數(shù)分布為基準，分析稀釋型流漿箱的調節(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，進而對湍流發(fā)生器和唇板的結構進行改進和優(yōu)化，將優(yōu)化后的模型進行數(shù)值計算，選擇出稀釋效果最佳的稀釋型流漿箱各設備單元結構和尺寸。
　　研究結果表明，稀釋水添加角度為30°，添加位置距穩(wěn)漿室入口50mm時，稀釋水定量調節(jié)效果最好。漸擴型結構的湍流發(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)結構在纖維絮聚和定向性影響方面效果差，應予以改進。
　　通過稀釋水與漿流混合機理分析，結合計算機數(shù)值模擬技術，論文系