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(一)

以高效、节能、运行平衡安全为主要依据,在分析国内外现有专利和应用中的立式水力碎浆机槽体结构型式基础上,运用FLUENT软件对O形和D形2类槽体结构中浆浓5%的浆料流场数值模拟,得到两者内部流场的压力、流速和湍流强度的分布并进行对比分析。结果表明,传统O形和D形槽体结构内部流场均为垂直环流和水平旋流合成的漩涡流;传统O形内部流场对称、运行平衡稳定,但其高湍流强度区域局限于下部转子旋转区域附近,上部和下部流场湍流强度相差1159%,且顶部边缘处浆料圆周切向速度为0而缺乏碎解动力;D形槽体中心低湍流区域半径缩小到O形的13.0%,湍流强度明显增强,但浆料径向撞击槽壁致使比O形多造成22.7%的动能浪费,且内部流场不对称使设备运行缺乏平衡稳定性。

0.6m^3水力碎浆机传动系统的设计

在水力碎浆机的设计过程中,传动系统的设计非常关键,因传动系统的设计直接决定了整台机器的性能、效率。传动系统将转距由电动机通过带轮传动、主轴传送至转盘、刀片,转盘的回转形成浆流的循环和物料的摩擦,加之转盘及槽体上安装的刀片的碎解作用,从而把物料碎解成浆。0.6m3水力碎浆机是专为造纸实验室而设计,该产品传动系统采用转子传动装置+皮带传动+立式电动机的结构形式,主要包括主轴、大皮带轮、轴承、轴承座、受浆盘和转盘等部件。与传统水力碎浆机设计不同的是,0.6m3水力碎浆机槽体内不设计传动结构,动力消耗少,运行平稳。

间歇式水力碎浆机的变频控制

相比于连续式水力碎浆机而言,间歇式水力碎浆机具有能正确掌握下料、加水量和时间的优点,因此在需要脱墨的浆料中和没有疏解机、多段筛、磨浆机等设备的情况下而需要得到完全疏解的时候,通常采用间歇式。但是,在实际应用中,间歇式水力碎浆机的最大缺点就是:能耗高,生产能力相对较小,工作效率较低。因此,急需要对间歇式水力碎浆机进行改进,以确保低能耗和高效率。本文主要阐述了应用变频技术改进ZDS型间歇式水力碎浆机的情况。

影响水力碎浆机效能的几个因素

本文对影响水力碎浆机效能的几个因素,如转子结构、浆槽结构、碎浆温度、碎浆pH值、碎浆浓度、碎解时间以及废纸原料的性质等进行综述。

造纸冲浆泵与水力碎浆机的变频节能改造

基于造纸工艺的速度控制原理,对造纸冲浆泵变频改造,通过增设压力变送器来实现PID控制。对间歇式水力碎浆机进行变频改造,克服原有设备能耗高、生产能力相对较小、工作效率不高的缺点。

自主创新是做强我国造纸装备业的根本路径--辅以新型立式水力碎浆机槽体为例,提倡“工匠精神”式创新

从我国造纸业、造纸装备业的发展现状和趋势出发,分析了我国造纸装备业创新力不足的"大环境"和"小意识"的原因;结合国家最近的科技创新导向和市场竞争倒迫企业自主创新的客观环境,提出提升我国造纸装备自主创新能力的前景和主要措施。针对我国造纸装备制造企业以中小企业为主的现状,并以一种高效、节能和运行平衡稳定的新型立式水力碎浆机槽体结构发明专利的提出为例,提出适合我国造纸装备制造业科技自主创新的路径,不是与国外"高大上"的造纸装备制造企业去盲目攀比,而是提倡弘扬"工匠精神"式的自主创新,踏实地从基本点去创新,在我国大有作为,才能从造纸装备制造大国逐渐变为制造强国。

自主创新是做强我国造纸装备业的根本路径——辅以新型立式水力碎浆机槽体为例提倡“工匠精神”式创新

从我国造纸业、造纸装备业的发展现状和趋势出发,分析了我国造纸装备业创新力不足的＂大环境＂和＂小意识＂的原因;结合国家最近的科技创新导向和市场竞争倒迫企业自主创新的客观环境,提出提升我国造纸装备的自主创新能力的前景和主要措施。针对我国造纸装备制造企业以中小企业为主的现状,并以一种高效、节能和运行平衡稳定的新型立式水力碎浆机槽体结构发明专利的提出为例,提出适合我国造纸装备制造业科技自主创新的路径不是与国外＂高大上＂的造纸装备制造企业去盲目攀比,提倡弘扬＂工匠精神＂式的自主创新,只有踏实地从基本点去创新,才能在我国大有所作为,使我国从造纸装备制造大国逐渐变为制造强国。

基于CFD的低浓度水力碎浆机转子结构流场分析

水力碎浆机是造纸业的传统碎浆设备。其中,转子是碎浆机的关键部件之一,其结构直接影响到碎浆机的能耗和碎浆效果。现通过运用计算流体动力学(CFD)理论以及相应仿真模拟软件(FLUENT),基于k-ε标准湍流模型对已有低浓度转子进行流体仿真模拟,并分析转子模拟仿真结果。

基于UG的水力碎浆机转子三维设计与仿真加工

水力碎浆机转子结构形状复杂,技术参数较多,随着水力碎浆机品种的增多,转子的种类也不断增多,为提高设计、制造效率,二维软件已不能满足设计需要。本文介绍了将三维软件UG应用于碎浆机转子的设计突破了传统的二维平面设计方式,为解决转子的设计、加工这一技术难题探求出一种新的有效途径。

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。

水力碎浆机自动控制系统改造

对旧的水力碎浆机自控系统进行改造,根据其生产工艺,重新设计控制流程,使其更加符合生产要求。

水力碎浆机传动系统的设计

在水力碎浆机的设计中传动系统的设计非常重要,其决定了整台机器的性能和效率。传动系统的转矩由电动机通过带轮、主轴传动至转子,转子的回转形成浆流的循环和物料的摩擦,从而达到把物料碎解成浆的目的。

水力碎浆机新型转子用于废纸的碎解

介绍了一种水力碎浆机新型转子的使用经验和碎浆效果。该转子的突出优势是能耗低、产量大、负荷平稳,对杂质含量不同的废纸的适应性较强。

水力碎浆机叶轮的技术改造

介绍了对水力碎浆机的老式标准型伏克斯叶轮(VokesRotor,亦叫旋翼式叶轮)的技术改造,叶轮经过改造后,提高了水力碎浆机的碎浆效率、产量和质量,从而降低了动力消耗,给企业带来了良好的经济效益。

节能水力碎浆机改进型转子

传统立式水力碎浆机在碎浆过程中能耗大,其中转子的结构形式是影响能耗的主要方面,比如现常用的伏克斯转子就存在着许多结构弊端。课题组提出一种改进型节能碎浆机转子,通过优化流道,改变叶片的形态,强化了纸浆碎解过程中的涡流内循环,有效利用了水力循环碎解作用,避免了大量无用功的损失,从而降低了能源损耗。配备了该转子的碎浆机在不牺牲打浆质量的前提下,节约能源20%以上。

立式水力碎浆机系统的改进措施

主要介绍了VMI-5340G型立式水力碎浆机装置的改进措施,将整个浆包打散后再送入碎浆机槽体,减小了对碎浆机转子、槽体及其附属设备的冲击,延长了碎浆机整套设备的使用寿命。并解决了碎浆机轴承以及减速机进水的问题,延长了轴承、齿轮的使用寿命,提高了设备运行的可靠性。

D型水力碎浆机轻杂质排放系统的优化

某纸厂废纸制浆生产线上,45 m3D型水力碎浆机轻渣排放口易被大块杂质堵住,导致轻杂质不能及时排出,为此对轻杂质排放系统重新优化设计。首先设计了L形结构的挡流板,使未碎解的大块杂质和纸板不能沿着槽体内浆流的方向直接冲进轻杂质口,而是被轻杂质口内的吸力抽走;其次设计了用于调节轻杂质流量的调节阀,以根据实际情况调节轻杂质入口的吸力;最后取消轻杂质排放系统内的管道连接弯头,从而减少管道内流体的阻力。改进后的碎浆机系统运行稳定可靠,轻杂质排放顺畅。

立式水力碎浆机运行故障分析与改进措施

立式水力碎浆机主要用于碎解浆板、损纸、废纸等。炎啦公司VMI-5351G型立式水力碎浆机转子的-闪个轴承均为调心滚子轴承，上端轴承为SKF24136CC／W33，下端轴承为SKF24036CC／W33，这类轴承外网滚道是球面形，故其调心性能良好，能补偿同轴度误差。转子为立式安装，