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稀释水流浆箱是纸机技术拓展的新模块,主要功能是通过稀释水调节浆流浓度对纸机横幅定量进行调整。纸浆在流经流浆箱的过程中应确保浆流沿纸机横向定量均匀,有效地防止纤维絮聚,且流浆箱内流体的流动状态沿纸机横向和纵向需保持稳定。因此,设计流浆箱时各部分的结构尺寸都应符合上述纸机实际要求。稀释水在调节纸幅横向定量的过程中因流浆箱结构和流动参数的变化对浆流流动特性产生影响,进而改变稀释水的稀释效果。其中,稀释水添加单元、湍流发生器及唇板的结构和流体的流动参数是影响稀释水稀释效果的关键因素。论文以稀释型流浆箱的稀释机理和纸机横幅定量调节的研究出发,利用流体动力学CFD模拟软件,通过对稀释型流浆箱的稀释系统进行结构改进和优化,研究稀释水与浆流的混合特性以及流体参数对纸机横向定量分布的影响,计算比较不同设备结构和流动参数下稀释水的稀释效果。以定量均匀为目的,对稀释水添加单元、匀浆装置及唇板三部分的流动状态进行数值模拟,通过模拟结果中流浆箱内流场的流动特性,对各部分的结构和尺寸进行优化,为稀释型流浆箱结构设计和性能优化提供理论依据。首先,从稀释型流浆箱技术的开发意义入手,针对国内外稀释型流浆箱的应用和技术开发现状,对稀释水定量调节的优势以及稀释水添加单元对浆流流动特性产生的影响进行理论分析;阐述稀释水与浆流在流浆箱内的混合机理;对稀释水添加方式和稀释水对流浆箱的定量调节机理进行介绍;针对稀释型流浆箱的稀释水添加单元,在理论允许的范围内通过合理的假设和简化建立两种流体在流浆箱内流动混合的数学理论模型。其次,通过分析稀释水与浆流的混合机理,提出衡量标准,选择流体动力学软件FLUENT对稀释型流浆箱内部流动做三维数值模拟,针对三部分不同的结构形式,在软件中选择与实际两相流体混合情况最接近的湍流模型进行数值模拟,研究稀释系统在不同结构和流动参数下两种流体的混合特性;以唇板不同截面和唇口剖面处的浆流速度、湍流强度、浓度以及稀释水的体积分数分布为基准,分析稀释型流浆箱的调节效果和稀释性能。首先对稀释水单元从添加位置到唇口做整体模拟,进而对湍流发生器和唇板的结构进行改进和优化,将优化后的模型进行数值计算,选择出稀释效果最佳的稀释型流浆箱各设备单元结构和尺寸。研究结果表明,稀释水添加角度为300,添加位置距稳浆室入口50mm时,稀释水定量调节效果最好。渐扩型结构的湍流发生器和带有恒定流道的喷浆装置在稀释型流浆箱中的造纸性能更优。传统结构在纤维絮聚和定向性影响方面效果差,应予以改进。通过稀释水与浆流混合机理分析,结合计算机数值模拟技术,论文系统地研究了稀释型流浆箱内稀释水添加单元、匀整装置及唇板中的浆料流动特性及其对稀释效果的影响,但仍需对稀释型流浆箱内的其他装置进行数值模拟,并希望进而对稀释型流浆箱整体进行试验测试验证数值模拟获得的结论。