人工神经网络在中浓纸浆流体化仿真研究中的应用

中浓纸浆悬浮液在剪切室内流动时,其所受剪切应力与湍流发生器的几何形状、转速及浆料浓度都有关系,通过改进算法的BP网络对实验数据的拟合,人工神经网络模拟仿真了各个因素对中浓纸浆所受剪切应力产生的影响,此外通过网络训练达到的稳定模型,可以预测中浓纸浆在更高浓度和湍流发生器转速下所受的剪切应力值.     

中浓纸浆流体化过程的数学模拟及临界雷诺数

研究了中浓纸浆悬浮液在不同剪切场内达到湍流状态时(实现流体化)的流体力学性能，给出了中浓纸浆所受剪切应力和转子转速之间的数学模型，并通过该模型，求得中浓纸浆悬浮液实现流体化时的临界剪切应力τd，并且通过“表观粘度法”计算出中浓纸浆达到湍流时的临界雷诺数Re^*。此外，中浓纸浆在偏心转子形成的剪切流场内较难确定其临界点，且容易产生较大的振动。     

中浓纸浆悬浮液塞流流动的实验研究

采用高压气送及数据采集的方法系统地研究了中浓纸浆悬浮液在圆管内寒流流动的流体动力学特征,计算了中浓纸浆悬浮液流动的相关流体动力学参数,分析了纸浆的流动特性与纸浆密度及外界作用力的内在关系,以及中浓纸浆悬浮液达到稳定塞流时的流动形态.还研究探讨了中浓纸浆悬浮液塞流流动的多孔介质现象.在工程上可为中浓纸浆与漂剂混合后寒流段各相间的物理作用提供一定的流体动力学依据,进而使各类漂剂最大程度地在纸浆中进行扩散和均匀分布.     

基于CFD的中浓纸浆悬浮液在变径管内流动的数值模拟

中浓纸浆悬浮液(浆浓大于10%时)的纤维网络具有明显的强度,表观粘度值较高,其在管道内低速流动时,流场分为2个区域,文中根据CFD(计算流体动力学)的数值模拟研究了中浓纸浆在变径管内的塞流流动,模拟结果和实验结果同时表明,对于中浓纸浆,当在变径管道内流动时的初始流速较小时,整个流场分为近壁面的环形区域和除环形区外的主流区域;如果流速太低,极可能造成管道内近壁区的浆料滞流,而管道中心处的纸浆流动呈"沟流"现象.     

中浓纸浆漂白过程混合技术的研究

分析了中浓纸浆漂白过程中纸浆与漂白剂的混合机理,通过中浓纸浆流体化实验,研究了中浓纸浆混合过程的网络强度、湍流粘度、单位体积能耗及混合时间等特性参数,并对中浓纸浆混合器的设计方法及提高混合效果的影响因素进行了探讨.     

中浓浆泵螺旋叶片式湍流发生器的设计及其性能测试

湍流发生器是离心式中浓纸浆泵的关键部件,其作用是使纸浆实现流体化并进行气液分离。本文提出了螺旋叶片式湍流发生器的湍流临界转速的计算公式,设计了不同直径的湍流发生器并利用中浓泵测试系统进行了测试。测试结果证明,实验数据分析与公式计算结果相符。为优化湍流发生器的结构设计奠定了基础。     

升流式氧脱木素塔旋转式卸料器结构设计与性能研究

设计并搭建了升流式氧脱木素塔旋转式卸料器试验系统,对试验系统的流场进行计算机流体动力学(CFD)模拟与仿真,以中浓蔗渣浆作为流动介质,染色纤维作为示踪粒子进行了流场试验,探讨了旋转式卸料器对浆塔内中浓纸浆流动性的影响。结果表明:在卸料器作用下,塔壁附近纸浆轴向速度明显较大,纸浆悬浮液的流动性更强,更容易向出料口运动,停滞在塔壁的纤维较少,塔内纸浆均匀上升。     

中浓纸浆流动特性对反应质量的影响

中浓纸浆在升流式反应器中的运动特性与反应器的反应效率、反应器前后设备的设计和选型关系重大。通过实验对中浓纤维悬浮液启动段以及在反应器内低速运动段的流动特性进行研究分析，可为反应器前和反应器后各种设备的设计、选型提供较精确的基础数据。     

纸浆浓度对臭氧漂白工艺的影响

在实验室条件下对阔叶木浆进行高浓、中浓、低浓臭氧漂白,并对漂白后纸浆的物理性能、结晶度、羧基含量等进行对比。结果表明,浆浓对漂白后纸浆性能有显著影响;当浆浓为3%时,漂白后纸浆白度为39.7%、黏度为745 mL/g、卡伯值为12.6。与中、高浓纸浆臭氧漂白相比,低浓臭氧漂白后的纸浆选择性最高为2.07。低浓臭氧漂白不仅可以防止纸浆黏度的下降,且一定程度上保护了纤维素的结晶区,臭氧利用率为96.5%,高于中、高浓纸浆臭氧漂白。     

用广义雷诺数判别纤维悬浮液的流动类型和湍流程度

从研究纸浆悬浮液的流动机理出发,采用广义雷诺数来判断纸浆悬浮液的湍流程度。在流动系统中测得纸浆悬浮液在低浓条件下的流态系数 n 和浓度系数 K.回归出浓度 c 与 n 和 k 的关系;根据广义雷诺数的定义,得到以浓度 c 表示的广义雷诺数表达式,以此作为判别纸浆悬浮液湍流程度的计算公式。并在雷诺实验装置中进行验证,证安了公式的准确性。     

离心式中浓输浆泵的研究

详细论述了国内外离心式中浓输浆泵的研究状况,探讨了不同类型离心式中浓浆泵的结构及特点,为国内进一步开发新型、高效的离心式中浓浆泵提供了一些参考。     

流浆箱喷嘴及湍动发生器的内流场数值模拟

文中主要对湍动发生器和喷嘴的湍流场进行了内流场数值模拟.通过引入一些合理的纸浆纤维流动模型假设来建立有效的数学模型,采用数值模拟计算来分析纤维相和液相分布对纸张质量的影响,并将不同初始湍流速度下的模拟结果与国外相关研究结果进行对比.     

低脉冲浆泵叶轮的三维造型及其内部的湍流数值模拟研究

用Pro／E软件对低脉冲浆泵叶轮的三维设计方法进行了研究，将AutoCAD下低脉；中浆泵叶轮二维木模图中的点参数转化为Pro／E下的．points文件格式，自动生成曲线，将曲线拟合成曲面后建立叶片与叶轮实体。然后将低脉冲浆泵叶轮的三维流道实体以STEP格式输出并导入商用CFD软件FLUENT的前处理软件GAMBIT中生成网格，选用两相湍流模型和SIMPLEC算法对纸浆在低脉冲浆泵叶轮流道内湍流场进行了数值模拟。     

中浓氧脱木素塔的设计与研究

结合中浓纸浆的流动特性及压力容器的特性,提出了氧脱木素塔各部分结构(塔体、封头等)的选择方法及氧脱木素塔的设计参数的确定方法,给出了中浓纸浆氧脱木素塔的设计基本过程,以便为氧脱木素塔的设计者提供理论及设计依据.     

中浓纸浆在反应器内的流动特性研究

中浓纸浆是一种非常特殊的介质,中浓纸浆在升流式反应器中的运动特性关系到反应器的反应效率和反应质量.作者利用自行研制的中浓纸浆漂白实验系统进行实验研究,对中浓纸浆在流经升流式反应器时的主要运动特性和流动机理进行了分析.     

基于CFD方法优化水力式流浆箱湍流发生器的结构

水力流浆箱湍流发生器性能主要以湍流强度和湍流尺度为评价标准。通过运用FLUENT软件对出口横截面为正六边形的渐扩型湍流发生器在不同的入口速度以及不同的结构尺寸下进行一系列的数值模拟,讨论了浆料流速及结构尺寸对湍流发生器的影响,确定了出口为正六边形湍流发生器的优化尺寸。     

立式水力碎浆机内部浆料流场数值模拟及其新型槽体结构的研究(二)

基于国内外已有的相关专利和应用的立式水力碎浆机结构,提出了一种高效、节能和运行平衡稳定的新型鼓槽体结构;然后,运用FLUENT软件对新型鼓槽体内部浆浓为5%的浆料流场进行数值模拟,以得到其内部浆料流场的压力、流速和湍流强度的分布情况,并与O形和D形槽体进行分析对比;最后,通过小型碎浆装置碎浆实验验证数值模拟结果。实验结果表明,新型鼓槽体螺旋返流板立式水力碎浆机的结构特征为槽体采用鼓形结构,并且在槽壁上焊有反流向、45°螺旋线、间断排布、带凹槽的梯形截面返流板;椭球弧形收口和返流板的合力作用可将浆料同时向槽体中心和槽底转子区域推送,同时返流板附近湍流强度平均增强100%,有效提高了碎浆效率;倒锥体部壁面处的浆料速度为5 m/s,能够有效降低因径向撞击壁面造成的能量损失;碎浆过程中,鼓槽体的振幅有效值远低于具有不对称结构的D形槽体,保证运行时的安全性和稳定性。     

纸浆泵数值模拟研究进展

通过分别对近年来关于纸浆泵内流动介质在简单管道中和整机的数值模拟方法的概括总结,介绍了包括纸浆流动特性和纸浆泵数值模拟的研究成果,指出了这些研究的特点及其不足,并对纤维悬浮流模型在纸浆泵数值模拟中的应用前景和湍流模型研究的发展对于模拟准确性提高的意义进行了展望。