1. 研究目的与意义
本论文结合当前我国造纸工业快速发展并与国际接轨、另一方面缺乏基础开发理论研究使制浆造纸先进装备被国外所垄断的现状,在全面、系统地应用了学生所学习的制浆造纸工艺和设备等专业知识,通过研究废纸制浆生产过程,进一步分析水力碎浆机结构和运行条件对于浆料的筛选工作机理,进而利用FLUENT软件可以对水力碎浆机碎浆过程进行模拟仿真,为设计改进碎浆设备提供实际的理论依据,同时可以降低生产试验成本。实现了对已学科目知识系统的复习巩固,同时提高了自身的研究能力,也为学生以后的工作打下了坚实的基础。
水力碎浆机是传统同时也是非常重要的 碎浆设备,其碎浆作用主要是通过转子的机械作用和转子回转时所引起的水力剪切作用。转子回转时,一方面是转子上叶片强烈地击碎与它相接触的废纸原料;另一方面,由于转子产生强力润堆,在转子周围形成一个速度很高的油流区城,而且接近柑体内壁的废纸浆速度是低于油流区域的速度,它们两者间存在粉速度差.于是废纸浆料间互相康攘,最终达到碎浆目的。影响水力碎浆机效能的因索有众多,如转子结构、浆抽结构、碎蒙砚度、碎浆PH值、碎浆浓度、碎解时间以及废纸原料的性质等。本文,点探讨转子结构对水力碎浆机效能影响。2. 国内外研究现状分析
目前国内针对碎浆机的研究,侧重于其结构和安装工艺的改进。而对于占大多数的中小型企业而言,结构或安装工艺的改变,意味着大量资金的投入,因此,难以得到广泛的应用。
日本畜士式廿型转子是依靠增大转子的直径降低碎浆动力消耗。廿型转子直径为普通水力碎浆机的两倍,但转子的圈周沈度却与普通水力碎浆机几乎相等,故转子的耐磨性能为!通水力碎浆机的4倍。为了提高转子对废纸浆的碎解、康攘与拢拌作用,转子的8个皿片中,有相间4个高度为另外4个高度的两倍,并将其刃部制
成据齿状,其余4个具片是以对废纸浆的碎解与康探作用为主。所有月片的刃部均为强韧耐磨的高格铝钢材制成。当皿片的刃部一旦破损时,可以方便地单独更换而不必拆除整个皿片。由于在大直径转子背面全部铺设筛板,通过转子回转废纸片,在筛板与转子之间被压碎,促进了浆料的碎解与精磨.转子与筛板之间的间睐在0.5一1.5~之间可任意调节。ceuw耐m二hine叮ab公司2以年开发出的两种肠声s型转子,该转子适用于处理湿强废纸和一些碎解困难的废纸,碎浆浓度在3%一9%。它的皿片独特设计不但允许较离浓度的浆料通过筛板,而且可以避免筛板的堵塞。
3. 研究的基本内容与计划
u 第一阶段:开题阶段 研究废纸制浆生产过程,进一步分析低浓水力碎浆机结构和运行条件对于纸板碎解工作机理,研究最适合碎浆机转子的数值模拟的算法,包括计算域网格的划分、理论模型的选择、数值计算方法的选择等。 时间:(两周)从2月21日开始
u 第二阶段:论文的开展及课题研究 考察水力碎浆机内部纸浆悬浮液流场,分析其三维速度分布、压力场分布以及流场的湍流结构特性。利用fluent软件可以对低浓水力碎浆机碎浆过程进行模拟仿真,考察碎浆机内纸浆流场,分析浆料悬浮液的流体流动力学模型 。 时间 :(3.075.25) 模型数值求解结果分析与讨论。
u 第三阶段:完成论文阶段。 时间:(一周)
4. 研究创新点
特色:Fluent件对低浓水力碎浆机内的纸浆悬浮液流场进行数值模拟,以达到对碎浆机内转子等关键设备作用情况的的进一步了解,这在国内还属首创。
创新:1.机内悬浮液流场,能减少碎浆机能耗,提高效率,减小碎浆机体积。
2.碎浆机转子对于胶粘物的处理效果。