壓榨脫水機(jī)理

1、壓榨脫水機(jī)理,,壓榨部的相關(guān)概念,壓區(qū):壓輥在自重和外力下所形成的接觸區(qū)域。 壓區(qū)寬度（Nip width）：從濕紙和毛毯在進(jìn)壓縫開始接觸的地方算起，到出壓縫兩者分開時(shí)為止，兩個(gè)壓輥的水平距離。,壓榨部的相關(guān)概念,壓區(qū)壓力：壓區(qū)線壓力/壓區(qū)寬度壓區(qū)壓力=壓縮壓力（Compress Pressure)+ 流體壓力（Hydraulic Pressure） 纖維層壓縮,壓榨部的相關(guān)概念,壓區(qū)停留

2、時(shí)間（Nip Residence time):壓區(qū)寬度/紙機(jī)速度 壓力脈沖（Press Impulse）=壓區(qū)停留時(shí)間×壓區(qū)壓力=線壓力/紙機(jī)速度,脫水量與壓力和時(shí)間的關(guān)系,Water out from the sheet,Long timeShort time,Linear load,紙頁(yè)脫水量,長(zhǎng)時(shí)間短時(shí)間,線壓力,How the water is pressed out from the sheet,,,,,,

3、,壓控壓榨和流控壓榨,壓控壓榨（Pressure-controlled pressing） 脫水作用主要由壓榨壓力大小決定。 流控壓榨（Flower-controlled pressing） 脫水作用主要取決于流體流動(dòng)阻力。 （Flow resistance）,壓控壓榨和流控壓榨的比較,壓區(qū)中的水和氣流Water and airflow in the press ni

4、p,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,壓榨脫水機(jī)理,橫向脫水機(jī)理（反向水平脫水壓榨） 普通平輥壓榨 水橫向流動(dòng) 脫水行程長(zhǎng) 流動(dòng)阻力大,毛毯在壓區(qū)壓縮后的厚度約1.5mm，反向水流的排水距離為壓區(qū)寬度的一半，約30mm。,垂直脫水機(jī)理,襯網(wǎng)壓榨，真空壓榨，盲孔壓榨，溝紋壓榨。 壓區(qū)內(nèi)，毛毯正下方提供各種形式的容水空隙，如孔眼、溝槽或網(wǎng)孔。 Wahlström，Nilsson and Larsson將垂直脫水分為四個(gè)區(qū)。,第一區(qū)：壓榨

5、力僅用于壓縮濕紙和毛毯的纖維結(jié)構(gòu)，壓出來(lái)的主要是空氣，沒(méi)有流體壓力，水僅在毛細(xì)管作用下流動(dòng)。第二區(qū)：濕紙含水量達(dá)到飽和，流體的壓力導(dǎo)致水進(jìn)入毛毯，當(dāng)毛毯的含水量也飽和時(shí)，水從毛毯中排出，總的壓力也達(dá)到最大值。第三區(qū)：壓輥縫口擴(kuò)張，濕紙中流體壓力為零時(shí)，濕紙干度達(dá)到最高點(diǎn)。第四區(qū)：濕紙和毛毯開始膨脹，濕紙水分變得不飽和，流體壓力出現(xiàn)負(fù)值，濕紙膨脹形成的真空比毛毯大，空氣和水進(jìn)入毛毯，毛毯中的水進(jìn)入濕紙

6、。,,,nip_anim.gif,壓榨脫水時(shí)濕紙的可壓縮性及干度、緊度變化,在一定的壓力條件下，濕紙的可壓縮性取決于濕紙的干度極限。 C-C0=MPn式中： M、 n—分別為壓縮系數(shù)和壓力指數(shù) C0、C—分別為壓榨前后濕紙幅的干度 P—壓榨壓力(CGS單位),,圖2-5-92針葉材硫酸鹽漿的靜態(tài)壓縮曲線　 圖2-5-93 磨木漿的靜

7、態(tài)壓縮曲線,當(dāng)壓力大于10kPa時(shí)，濕紙的可壓縮性降低。,濕紙的塑形變形,在壓榨過(guò)程，纖維發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、彎曲等形態(tài)變化，濕紙則對(duì)外顯示彈性和塑性變形。 濕紙的塑性變形與壓力作用時(shí)間、濕紙的原始狀態(tài)密切相關(guān)。 定量減小、紙的緊度提高使?jié)窦埖膹椥曰謴?fù)能力提高。,壓榨脫水時(shí)水分的流動(dòng)轉(zhuǎn)移,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,水在毛毯中的流動(dòng),毛毯的透水性比濕紙約大100倍。垂直脫水縮短了水的流動(dòng)距離，因此水流穿過(guò)毛毯的流動(dòng)阻力要比透過(guò)濕紙小得多。 脫水阻力

8、和水流動(dòng)通過(guò)的距離與脫水效果密切相關(guān)。 平輥壓榨，毛毯的透水性是影響壓榨效果的重要因素。濕壓毛毯的水分含量高則流動(dòng)阻力大，因此毛毯必須保持較低的水分含量。 垂直脫水壓榨的低速紙機(jī)中，毛毯水分對(duì)濕紙的干度沒(méi)有大的影響。高速紙機(jī)使用組織結(jié)實(shí)、透水性較差的毛毯，同時(shí)要求出壓區(qū)濕紙有較大的干度時(shí)，毛毯本身含水量則十分重要。,水在濕紙中的流動(dòng),S=( u0 - ui)w×v/b Q=S

9、×t=( u0 - ui)w×v ×t/b 式中， u0、ui—進(jìn)出壓區(qū)的濕紙含水率 W—定量(g/m2) v—紙機(jī)車速(m/min) b—壓區(qū)寬度(m)按 Darcy定律，壓差與透過(guò)速度 S成正比。當(dāng)進(jìn)壓區(qū)濕紙含水率一定，即脫水速率一定時(shí)，為了保證將濕紙壓至一定的干度，壓榨線壓與加

10、壓時(shí)間的乘積應(yīng)為一常數(shù)。,Darcy定律,反映水在巖土孔隙中滲流規(guī)律的實(shí)驗(yàn)定律。 Q = 通過(guò)纖維網(wǎng)的流動(dòng)體積 [m³/s]A = 纖維網(wǎng)的橫截面積 [m²]u = 通過(guò)纖維網(wǎng)絡(luò)的水流速度[m/s]K = 纖維網(wǎng)絡(luò)的可及度 [m²] l = 纖維網(wǎng)絡(luò)的厚度 [m]η = 水的粘度[Pa s]p = 靜壓力 [Pa],壓區(qū)壓力及其分布對(duì)脫水的影響,W=2b=2（△h ×2Re）1

11、/2 式中： b—1/2壓區(qū)寬度(cm) h—可壓縮性。 Re=（R1—R2）/（R1+R2） R1、R2─分別為上、下壓輥的半徑（cm）,壓區(qū)寬度和壓輥半徑及可壓縮性之間的關(guān)系,壓區(qū)寬度 增加壓輥半徑可以提高壓區(qū)寬度。 彈性較好的壓榨毛毯和壓輥膠層可以提供較大的壓縮性。,壓榨過(guò)程流體剪切力對(duì)濕紙頁(yè)局部變形和破壞的影響,壓花現(xiàn)象

12、：壓榨時(shí)壓力過(guò)大，紙會(huì)被壓潰 。 濕紙受壓時(shí)水會(huì)產(chǎn)生橫向流動(dòng)，其結(jié)果是產(chǎn)生流體剪切力。 流體剪切力對(duì)濕紙纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用所造成的直接后果。 紙和毛毯中的綜合流體壓力所形成的壓力梯度是造成濕紙壓花的真正原因。,,避免壓花 壓榨時(shí)應(yīng)緩慢增加壓榨壓力，防止脫水太快流體剪切力把濕紙纖維組織破壞。如厚紙板，紙頁(yè)中產(chǎn)生較大的流體剪切力，易壓花，應(yīng)逐步提高壓榨的壓力。 壓輥和毛毯結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，有利于提高脫水效率、有效地防止產(chǎn)生過(guò)大的流體