收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水力式流浆箱关键技术机理研究与CFD应用

康国兵  
【摘要】:造纸工业是与国民经济发展息息相关的重要产业,我国未来的造纸工业发展机遇巨大,同时对制浆造纸装备提出了新的要求,流浆箱是造纸机械中技术含量高、发展速度快的一个关键设备,从工作介质方面来说,流浆箱属于流体机械的一种,本文从流体力学的角度出发,深入研究水力式流浆箱各功能元件的作用机理,采用CFD技术以及实验研究等方法研究水力式流浆箱的关键功能元件的性能,为流浆箱的研发和使用提供科学的参考依据。 纸浆悬浮液的流动既不同于水也不同于固液两相流体,它是固体、液体以及气体的三相共存体系,在一般情况下,纸浆悬浮液浓度都要高于临界浓度,纸浆悬浮液在流体动力以及纤维间相互作用力的作用下纤维交织成网络,纤维网络的强度决定于纤维的浓度,同时与纤维的其他物理性能有关。纤维网络的分散依赖于所受到的剪切力。高强度的微湍动可以有效的分散纤维网络,减少纤维絮聚。同时湍动又提供了纤维絮聚的动力,因此湍动具有二重性。 对湍流运动的模拟有多种不同的理论和方法,根据计算机的条件和研究湍流的不同目的,湍流数值模拟的精细程度有不同的层次。目前对湍流运动的数值模拟主要有三种:直接数值模拟(DNS-Direct Numerical Simulation)、大涡数值模拟(LES-Large Eddy Simulation)和雷诺平均数值模拟(RANS-Reynolds Averaged Navier-Stokes equations)。根据本论文的研究目的以及对湍流数值模拟的精细程度的要求,采用雷诺平均数值模拟可以满足对水力式流浆箱内低浓浆流的流场模拟。 系统地介绍了布浆总管内浆流的三种压头损失:摩擦损失、分岔压头损失和收缩压头损失及其对锥形总管内浆流压力的影响。利用数值模拟的方法研究了各种类型布浆总管的均匀布浆性能。利用数值模拟以及激光测速仪测量了实验流浆箱的唇口浆流速度横幅上不均匀性与布浆总管回流量之间的关系,实验以及数值模拟的结果显示:当总管的回流量偏小时,将导致靠近回流端的支管的流量增加,而当回流量过大时,则导致靠近回流端的支管流量减小。 根据湍动射流理论得出射流基本段长度以及平行射流组的速度分布,利用统计学原理提出整流室内浆流速度均匀性的评价标准。通过数值模拟的方法,得到水力式流浆箱整流室内浆流速度分布特性以及湍流强度的衰减趋势,在整流室内浆流随着整流室长度的增加,浆流速度逐渐均匀,而湍流强度逐渐下降,对整流室的长度的确定应该综合考虑速度的均匀性和浆流的湍流强度。采用Realizable k ?ε两方程湍流模型研究了布浆管束的直径以及入口速度对整流室长度的影响。分析了整流室内湍动的发展趋势。利用数据拟合的方法,给出了整流室长度的设计方程。 利用PIV技术对整流室内浆流速度分布进行测量,实验结果与数值模拟结果相符,证明可实现k-ε模型可以用于水力式流浆箱整流室内的淹没射流的流场计算。 分析了纸页横幅定量偏差调节的机理,以及唇板局部开度调节法和稀释水局部浓度调节法的特点和性能。分析了T形混合器的原理,利用数值模拟的方法对稀释水与主浆流的混合进行了数值模拟,得出了稀释水与主浆流的混合趋势。 采用可实现k-ε模型对整流室内射流扩散进行模拟,结果表明,在整流室内,射流逐渐向两边扩散,在射流中心附近,对定量的调节幅度最大,在射流中心两侧,射流呈线性关系扩散。稀释水对横幅定量偏差的实际调节效果与稀释水的浓度即留着率有关,通过添加稀释水,对纸页定量的调整最大可达8%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘建安,陈海峰,陈克复,雷以超;流浆箱和成形器未来的挑战[J];中国造纸;2001年01期
2 陈焙章;阶梯扩散器流浆箱的设计探讨[J];中国造纸;1979年04期
3 卢谦和,苏改铭;1760/100~140文化纸机敞开式流浆箱模拟及生产试验研究[J];造纸科学与技术;1991年03期
4 童志才;正确的组成是充实流浆箱流送系统的关键要素[J];轻工机械;1994年02期
5 朱志立;中低速纸机流浆箱改造体会[J];湖南造纸;1999年03期
6 唐颖,慈元钊,刘丽媛;改造流浆箱提高成纸质量[J];湖北造纸;2001年04期
7 张洪成;;度身定制 自主创新 提高我国流浆箱技术装备水平(续)——访杭州美辰纸业技术有限公司创始人林美婵高级工程师[J];中华纸业;2007年04期
8 林美婵;流浆箱的设计与改造实例[J];中华纸业;2000年06期
9 陈志鸿;新型稀释水控制流浆箱在包装纸机上应用的经验[J];湖南造纸;2002年02期
10 ;美卓将采用ValFlo流浆箱技术对山东博汇纸业3~#纸机进行改造[J];造纸信息;2009年12期
11 林美婵;;匀浆辊流浆箱存在问题及其解决办法[J];轻工机械;1987年04期
12 程道华;引进国外先进技术改造国产3150纸机[J];中国造纸;1991年06期
13 周庆乐,谭志仁,卢谦和;新型低速造纸机流浆箱及供浆系统的稳流除气装置[J];中华纸业;1997年03期
14 杨福成,吴齐,娄进;局部调节浆浓控制全幅定量的新型流浆箱[J];国际造纸;1998年06期
15 潘于刚,于玲;压力式流浆箱计算机控制系统[J];中华纸业;2003年07期
16 ;正隆纸板机经改造成功开机[J];福建纸业信息;2008年22期
17 卢谦和;刘淑端;谭志仁;周庆乐;;敞开式流浆箱各部分速度分布的测定及其对流浆箱性能影响的初步研究(纸浆流送机理研究第二部分)[J];广东造纸技术通讯;1981年01期
18 郭杰;纸张抄造过程中泡沫的影响及消除[J];中国造纸;1985年02期
19 刘焕彬,Louis,L.Edwards;对气垫流浆箱自动调节系统的评估[J];中国造纸;1989年03期
20 林美婵,张展鹤;流浆箱操作[J];中国造纸;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵连会;罗剑枫;黄志慧;;某型压气机三维CFD计算分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2010年学术研讨会论文集[C];2010年
2 陈君;代洪浪;李治友;;CFD在转炉二次除尘系统设计中的应用[A];第5届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2010年
3 王金锋;谢晶;;基于CFD技术的冷藏车优化设计[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 黄龙太;;基于CFD的飞艇气囊气动外形优化研究[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
5 朱家亮;张涛;韦朝海;冯春华;;基于CFD的内循环流化床流场结构分析及优化设计[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
6 孙春耕;罗璟;张利;何敏;;水压双喷嘴挡板阀先导阀的CFD分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
7 周易;王艳珍;刘春慧;;压缩机泵油系统CFD模拟计算[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 方键;凌祥;桑芝富;杨全保;;侧进式搅拌器混合过程的CFD模拟[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
9 李金成;陈作钢;代燚;;风洞循环水槽的CFD辅助设计[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
10 瞿晓华;陈江平;;轿车除霜CFD分析与试验验证[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 康国兵;水力式流浆箱关键技术机理研究与CFD应用[D];华南理工大学;2011年
2 程秀花;温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D];江苏大学;2011年
3 杜红霞;水力式流浆箱内浆料流动的数值模拟和试验研究[D];浙江大学;2010年
4 曹晓畅;管式搅拌反应器流动特性与混合特性的CFD数值模拟[D];东北大学;2009年
5 董国朝;钝体绕流及风致振动流固耦合的CFD研究[D];湖南大学;2012年
6 曾劲松;基于CFD的高浓漂白塔稀释区流场及卸料系统的研究[D];华南理工大学;2011年
7 马千里;CFD非结构化网格流场体可视化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 杨方飞;机械产品数字化设计及关键技术研究与应用[D];中国农业机械化科学研究院;2005年
9 何漫丽;水下自航行器水动力学特性数值计算与试验研究[D];天津大学;2005年
10 胡效东;基于CFD仿真和试验的抗性消声器研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁寒雨;安全阀开启过程阀口流场的CFD数值模拟与试验研究[D];华南理工大学;2010年
2 赵鹏飞;船用螺旋桨敞水和空化性能CFD预报[D];大连理工大学;2011年
3 徐瑛杰;尾迹面法在CFD气动力计算中的应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 陈雪宇;建筑排水系统CFD模拟研究[D];南华大学;2010年
5 王宏亮;轴流式油气混输泵单个压缩级叶轮流场CFD模拟分析[D];兰州理工大学;2005年
6 余鑫;汽车液力变矩器内流场的数值分析[D];吉林大学;2005年
7 刘震卿;桥梁墩台局部冲刷与CFD仿真研究[D];湖南大学;2010年
8 任吉超;大口径复合式气体分布器流场CFD模拟和实验研究[D];天津大学;2010年
9 富影杰;基于CFD的螺旋槽干气密封微间隙流场及密封性能研究[D];兰州理工大学;2010年
10 吕培培;基于CFD的民机翼身整流罩气动外形优化方法研究[D];上海交通大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;艾默生网络能源CFD检测服务:节能从规划开始[N];中国计算机报;2009年
2 边际;林左鸣检查中航工业CFD技术研发工作[N];中国航空报;2010年
3 唐永生;改善横幅不均 满足客户需求[N];中国包装报;2008年
4 ;CID COD CCD CFD CBD CLD仅是概念吗?[N];中国建设报;2001年
5 唐竟元张胜尊;节能减排 致力福“纸”[N];大众科技报;2008年
6 ;voith与夏王纸业签订第二项合同[N];消费日报;2008年
7 毛颖;美卓2007年收获颇丰[N];消费日报;2007年
8 吴谦;永不满足 争创一流[N];中国包装报;2003年
9 ;美卓在全球范围赢得四大订单[N];消费日报;2008年
10 任凯 燕华 李慧;齐河用好技改挖潜“双刃剑”[N];德州日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978