基于Fluent的低浓水力碎浆机内纸浆悬浮液流场的数值模拟开题报告

 2021-08-09 00:29:38

1. 研究目的与意义

在注重环境,生态,能源合理配置和造纸业可持续发展战略的潮流中,全世界的制浆造纸业已全面进入一个全方位大规模使用二次纤维的新时代.使用二次纤维在技术上有很重要的意义。当今世界上为数众多规模宏大的废纸制浆生产都表明,使用二次纤维可以节约大量木材。与其他种类的纸浆生产相比,废纸纸浆生产具有成本低,节电节水,排无负荷低的特点,在当今世界存在相当大的潜在市场。

而在废纸利用中,水力碎浆机则起着举足轻重的作用。水力碎浆机是制浆造纸工业中最常用的碎浆设备之一。水力碎浆机的碎浆效果将影响到后续的筛选,浮选,热分散以及最后纸浆的质量.在接下来的阶段,水力碎浆机将仍然会被利用于造纸行业。它的性能优化改进仍然有较大的研究空间。其使用广泛性不容忽视。

就个人而言,这次课题研究也是对个人实践能力的一个锻炼,同时拓展自身的知识面,扩大与社会的接触面,增加个人在社会竞争中的经验,锻炼和提高自己的能力。

2. 国内外研究现状分析

废纸再生利用不仅具有良好的经济效益,且直接关系到环境治理与资源保护等国计民生的重大问题。世界上些发达国家对废纸的回收利用,不论在规模上,还是在生产技术方面都已经具有相当水平。日本的纸产量居世界前列,近年来臼本纸和纸板的产量呈逐年上升趋势,2001年其产量为3071.7万吨,是1990年的1.1倍。而在l990年~2001年的11年问,日本木浆的消耗量基本保持不变,这是因为废纸已成为日本造纸工业的主要原料。2004年,废纸占日本纸和纸板生产原料的73%。根据日本废纸再生促进中心统计,日本2004年上半年的废纸消费为973.65万吨,比2003年同期增长了1.9%。其中纸的用量为427.54万吨,增长了2.1%,纸板的用量为637.38万吨,增长了2.2%。纸板在使用旧新闻纸及旧杂志纸的数量上分别减少了2.7%~2馏%。德国虽然缺乏纤维资源,每年要大量进口商品纸浆和纸张,但由于消费量大,废纸回收率高,每年有大量废纸出口。德国是世界上第二大废纸出口国,2004年废纸和纸板产量3325.3万吨,消费量3507.1万吨;废纸回收量2236万吨,回收率为73%;同年废纸净出口630.7万吨,占总回收量的28%。

我国对废纸的利用和处理,70年代是通过简单的蒸煮、疏解、打浆、洗涤后用于抄造或配抄卫生纸和低档箱纸板。到80年代废纸的回收率已达1/4左右,少数厂家亦能生产脱墨浆,有些单位还对脱墨设备和脱墨化学品进行研究和探讨并取得了一定成效。进入90年代后,我国的一些大、中型造纸企业,先后从国外引进了脱墨设备和技术(包括生产线),并对废纸脱墨剂和废纸脱墨设备,进行了针对性的改进与创新,使我国废纸利用处理技术和设备装配水平得以全面发展。以广州造纸有限公司、中华纸业有限公司和南平造纸厂为代表的企业,分别从国外引进脱墨生产线或主体设备,采用浮选-洗涤综合法,用以处理旧报纸和旧杂志纸。广州造纸厂和南平造纸厂,以再生浆配抄新闻纸,而宁波中华纸业股份有限公司则使用废纸再生浆作为芯浆和底层浆,生产涂布白纸板,均取得了较好效果。

随着社会生产工业化的进程,规模经济已经日益被证实是获取最大利润的有效手段。技术发展带动了优质材料的应用,大型机床的先导,使大型废纸制浆设备已易于生产,如大型转鼓碎浆机直径达到4000mm,处理废纸量达到1500吨每天,精度方面已经可以造到0.01级别,0.10~0。15mm级别甚至可以更加准确地满足不同物料对筛选的要求。即使这样,碎浆机仍然再被不断改进优化中,如日本静冈市制浆造纸工业研究所和琦玉县造纸实验工厂,用水力碎浆机调研废纸处理方法以及纸浆废纸的磨浆和打浆。加拿大利用数学模型模拟制浆能源的需要。

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3. 研究的基本内容与计划

第一阶段:开题报告时间:2周(2月13日~2月27日)

第二阶段:开始论文时间:10周(3月1日~5月16日)

第三阶段:论文整理与记总时间:2周(5月17日~5月底)

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4. 研究创新点

本论文综合了国内外各有关生产线的工艺设备优化法,同时采用计算机软件模拟,具有模拟数值精确,节约实验成本的经济实效的特点,简单方便.此外,本课题紧密结合造纸专业,其研究结果将服务于现代造纸业,为造纸业的发展做出一份贡献.

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