基于CFD內(nèi)流篩轉(zhuǎn)子及篩鼓的流場分析.pdf

1、隨著國內(nèi)對紙產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，造紙行業(yè)對紙漿篩選設(shè)備提出了更高的要求。同時(shí)，由于 FLUENT的不斷發(fā)展，計(jì)算流體動力學(xué)（Computational Fluid Dynamics簡寫CFD）在諸多領(lǐng)域都得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在造紙工業(yè)中，應(yīng)用CFD輔助設(shè)計(jì)紙漿篩選設(shè)備已經(jīng)成為了重要的研究方向。
　　為了提高紙漿篩選設(shè)備的使用性能，研究紙漿篩選過程的流場情況，探索轉(zhuǎn)子葉片和篩鼓棒條不同幾何參數(shù)對篩選過程的影響。論文首先分析

2、了內(nèi)流篩的結(jié)構(gòu)組成，結(jié)合FLUENT的分析特點(diǎn)對模型進(jìn)行了簡化，然后采用AutoCAD軟件建立轉(zhuǎn)子葉片和篩鼓縫隙的二維簡化模型，利用GAMBIT軟件強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后運(yùn)用FLUENT6.3對模型進(jìn)行計(jì)算模擬，得到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和紙漿流經(jīng)篩縫的流場并進(jìn)行了詳細(xì)的流場分析。
　　本文通過改變轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)形狀，得到了兩種改進(jìn)型葉片。通過相同工況下的流場計(jì)算，得到相應(yīng)的壓力分布，尤其是篩鼓圓周所在位置上的壓力變化規(guī)律，即

3、轉(zhuǎn)子對篩鼓的影響。其中負(fù)壓的大小和區(qū)域代表著轉(zhuǎn)子的清洗能力，清洗能力越強(qiáng)篩鼓越不易堵塞。通過對比傳統(tǒng)葉片的壓力場分布，得到一種能夠獲得更強(qiáng)清洗能力且不易使篩鼓堵塞的較為理想的葉片結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了轉(zhuǎn)子葉片形狀。同時(shí)分析了葉形對能耗以及轉(zhuǎn)子線速度對壓力分布的影響規(guī)律，得到轉(zhuǎn)子清洗能力隨線速度的增加而增強(qiáng)的結(jié)論，證明了新型轉(zhuǎn)子節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
　　結(jié)合轉(zhuǎn)子的流場分析，利用湍流模型模擬漿料流經(jīng)縫隙的過程。通過速度矢量圖查看形成渦流的情況。由于棒條

4、楔形形狀形成的渦流基本上使?jié){料纖維運(yùn)動方向更容易對準(zhǔn)縫隙入口。同時(shí)計(jì)算了不同楔形角和不同縫隙的流場分布，分析對比形成的渦流，得到棒條楔形角和縫隙寬度對篩選的影響規(guī)律。棒條楔形角越大，振動越大，長纖維產(chǎn)量越高，生產(chǎn)量高，但篩選效率越低?？p隙太小會在篩網(wǎng)上產(chǎn)生較高的壓力降，形成過大的阻力影響生產(chǎn)能力。縫隙太大又會產(chǎn)生過多影響篩選質(zhì)量的回流渦旋。
　　通過流場的計(jì)算、分析和對比，總結(jié)各參數(shù)對流場的具體影響，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使篩選設(shè)備的結(jié)構(gòu)