磨齿倾角对等距直齿磨盘磨区流动参数影响的数值模拟研究

磨齿倾角是直齿磨盘的重要参数之一,其会直接影响磨区浆料流动及磨浆质量。本课题运用Fluent软件对9种不同磨齿倾角的等距直齿磨盘磨区的浆料流动进行了研究,分析了磨齿倾角对出口平均速度、磨盘间隙和沟槽间浆料流动的影响,并结合实验数据与模拟结果推测磨齿倾角对磨浆质量和效率的影响。结果表明,出口和沟槽的平均流速随着磨齿倾角的增大而增大,磨齿倾角过大会使得磨区内浆料螺旋运动减少,虽可提高磨浆产量,但磨浆质量会有所下降。因此,通过合理选择磨齿倾角,可以调控浆料在磨区的停留时间及流动参数进而提升磨浆的质量。     

盘磨机低浓磨浆过程强度表征的有效性及应用

本课题采用理论分析方法研究了现有低浓磨浆强度对于不含挡坝等距直齿磨盘低浓磨浆过程的强度表征效果。结果表明,单个磨齿交错区域的净法向力（f_n^net）及切向力（f_t^net）是目前唯一具有实际意义的有效低浓磨浆强度,其不仅适用于不含挡坝等距直齿磨盘低浓磨浆过程的表征,并可扩展至含挡坝磨盘及弧形齿磨盘。而具有实际意义的比边缘负荷（SEL_C及SEL_T）的应用具有一定的局限性,仅适用于恒定参数磨盘低浓磨浆过程的强度表征。实际上,低浓磨浆强度的合理建立、选择及应用不仅反映对磨浆机理的认知,且直接影响低浓磨浆过程的优化控制、齿型参数设计及选择。     

盘磨机比接触面积负荷磨浆强度理论的研究

从磨齿边缘长度出发,依据盘磨机的磨浆机理,将磨齿接触面积引入磨浆强度的研究中。结合影响磨浆质量的磨齿主要参数如齿宽、槽宽、磨齿倾角、磨盘内径及磨盘外径等,在磨浆强度理论研究基础上,推导了比接触面积负荷（specific contact surface load,SCSL）的磨浆强度理论,并通过7个不同齿宽、槽宽、磨齿边缘长度及转速的磨盘对漂白针叶木浆进行低浓打浆实验,验证了SCSL的正确性。研究结论不仅在一定程度上改进了现有磨浆强度理论,而且也可为盘磨机磨盘选型和齿形设计提供指导。     

造纸用新型磨盘磨齿结构及其内部流场数值模拟

为了解决传统造纸盘磨机磨盘结构过于简单、浆料处理粗糙的问题,提出了一种造纸用新型磨盘,详细介绍了该磨盘的磨齿结构并通过SolidWorks软件对其内部流场数值进行了模拟分析。经模拟分析发现,造纸用新型磨盘可进一步提升浆料的离心作用,强化磨浆效果,提升帚化和分丝质量。     

高浓磨浆机磨盘结构对磨浆性能的影响

通过对高浓磨盘磨齿的形状、磨盘的锥度、磨盘间隙等结构参数进行研究,分析其对磨浆性能的影响。综合设计引进了一种国外新型磨盘,该磨盘可以改善磨浆机的受力和磨浆强度,减少磨浆区内蒸汽的产生,使蒸汽能更好地排出,使浆料在磨浆区内的停留时间更长、分布更均匀,从而提高磨浆效率和磨浆质量。     

造纸磨浆过程量化分析及研究进展

介绍了造纸磨浆过程中盘磨机磨盘对浆料作用的强度,提出并总结了磨浆强度的表征参数,阐述了磨浆强度对磨浆效果的重要影响及齿型参数与磨浆强度不可分割的关系。重点对国内外磨浆过程量化分析的理论及磨浆强度进行了综述,并以磨齿齿面面积为磨区工作面积推导了磨齿交错面积及磨齿交错长度等磨浆强度表征参数,阐明了磨浆强度表征参数研究的重要性并对今后的研究方向提出展望。     

等参数直齿及弧形齿磨盘对纤维切断的研究

研究了等参数的等距直齿及弧形齿磨盘对纤维的切断效果,运用纤维平均长度、不同长度组分分布、纤维原始切断率及相邻切断率来分析两磨盘对纤维的切断过程。研究发现,弧形齿及直齿磨盘对纤维的切断机理不同,弧形齿磨盘对纤维的切断均一稳定,能够有效保留纤维的长度;而直齿磨盘对纤维切断作用较强,可实现对纤维的快速切断。因此,相比于直齿磨盘,弧形齿磨盘更适用于废纸浆、阔叶木浆及草浆等的磨浆。     

对数螺旋线在磨浆机磨齿设计中的应用

根据对数螺旋线的特性,将其应用到磨浆机磨齿的设计中,磨齿在径向呈对数螺旋线形状,使得其在磨浆过程中动磨片（或转子）和静磨片（或定子）的磨齿交叉角度始终保持恒定。采用这种磨片可以使浆料在相同条件下,得到充分的处理并有效地保留纤维长度,改善磨浆质量。     

基于Solidworks-Flowsimulation软件的盘磨机磨盘建模与流场分析

基于三维建模软件Solidworks对制浆领域盘磨机常用的3种磨盘进行建模,并使用CFD软件Flowsimulation对这3种磨盘进行了模拟和分析。通过只改变磨盘磨齿的排列方式,对磨盘磨区内浆料流速、流态以及磨齿受力的情况进行模拟,发现这3种磨齿所产生的磨浆效果差异明显,各有优劣,可为低浓盘磨机不同磨齿排列方式的磨盘选型及磨齿失效研究提供理论依据。     

一种盘磨机磨片的新颖设计

根据等角螺线数学性质,提出了一种盘磨机磨片的结构设计。该结构利用了浆料在磨区内运动轨迹为螺旋线的规律,提供了稳定的磨纹倾角和磨齿交角,理论上可使浆流更顺畅,减小磨盘振动,节约能耗,并且保证成浆质量的稳定性。     

基于比边缘负荷理论的等距直齿磨片齿型参数设计的研究

直齿磨盘在制浆过程中应用十分广泛，但没有统一的设计方法。本课题在广泛研究现有直齿磨盘及前人研究的基础上，基于比边缘负荷理论（SEL）提出了等距直通齿磨盘及等距环形多级分区直齿磨盘的设计方法，对于直齿磨盘的参数化高效设计具有积极意义。     

Design Method of Curved-bar Refining Plates for Disc Refiner

Straight- and curved-bar refining plates are two important types of plates commonly used in disc refiners in the papermaking industry. Theoretically, the curved-bar refining plate has a relatively uniform bar interaction angle, which indicates uniform refining effects. The bar angle of the curved bar was proposed and two typical curved-bar plates, the three-stage radial curved-bar plate and isometric curved-bar plate, were designed in this paper. The arc equations of the curved-bar center line and curved-bar edges were established and finally, the specific edge load (SEL) of the curved-bar plate was derived. The determination of bar parameters was discussed, which provides a theoretical basis for the design of curved-bar plates.     

磨片齿高对打浆质量和能耗的影响

用三对材质和磨纹相同但齿高不同的磨片，对同样的草浆进行低浓打浆，模拟实验研究了盘磨机打浆过程中由于磨片磨损使齿高降低、齿槽变浅，对打浆质量和动力消耗的影响。     

磨片齿宽对短纤维中浓打浆成浆质量和打浆能耗的影响

探讨了不同齿宽的盘磨磨片对短纤维浆中浓打浆的成浆物理强度、纤维形态和打浆能耗等的影响。结果表明:随着磨片齿宽的增加,成浆物理强度改善;纤维长度保留较好,纤维内部细纤维化改善;打浆能耗下降。对于短纤维中浓打浆,适宜的磨片齿宽为5.0mm。     

Simulation of the Flow Conditions in Different Types of Bar Structures of Disc Refiner

Disc refiner is a critical equipment in the pulping and papermaking industry, pulp is refined in the refining zone, and different bar structures of refining disc constitute the different refining zones. With the use of the 3D modeling software SOLIDWORKS, five different refining discs that are commonly used in low consistency pulping, were built. The five refining discs were simulated and analyzed using the Computational Fluid Dynamics(CFD)software. The distribution of pulp velocity and surface shear stress, which is displayed between the bar and groove structures, can indirectly show the stress conditions on the refining discs. This paper provides a theoretical basis for research on the bar and groove failure of the refining discs.     

磨片磨纹设计的新动向

磨片的磨纹设计直接决定了磨片的性能,影响磨浆的质量、效率和能耗。本文从磨齿的参数、磨纹的形状、磨盘的结构等方面,介绍了近年来磨片磨纹设计的发展动向,包括磨齿斜面设计、深浅不同的齿槽、锯齿形磨齿、正反转磨片、V形及Z形磨纹等。     

新型高浓盘磨机磨片

介绍了一种新型的高浓盘磨机磨片,该磨片在挡条和磨齿的设计上进行了改进。其结构既延长了浆料在磨浆区的停留时间,又促进了高浓磨浆时磨盘之间蒸气的排出,解决了高浓磨浆时在磨盘之间产生蒸气压力的问题,并达到了满意的磨浆效果。