水力碎漿機(jī)是重要的制漿造紙裝備,我國現(xiàn)有的立式水力碎漿機(jī)存在碎漿效果差、功耗大等問題。本文根據(jù)揉搓可以增加物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散的特點(diǎn),提出一種可實(shí)現(xiàn)正逆向間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的低濃度立式水力碎漿機(jī)設(shè)計(jì)思路,該水力碎漿機(jī)主要通過增大其內(nèi)部流場流層間的速度差,增強(qiáng)流體對待碎解漿料的水力剪切作用,從而實(shí)現(xiàn)提高碎漿效率、降低碎漿機(jī)功耗的目的。本文在分析研究了正逆向間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的低濃度立式水力碎漿機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上,對碎漿機(jī)關(guān)鍵部件——轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了合理性分析,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)通過查閱現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況,根據(jù)漿料的揉搓特點(diǎn)設(shè)計(jì)了三種能夠?qū)崿F(xiàn)正逆向轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的水力碎漿機(jī)轉(zhuǎn)子,并利用SolidWorks三維軟件建立了轉(zhuǎn)子的兒何模型;(2)基于多重參考系法和動(dòng)網(wǎng)格法,采用Fluent軟件對正逆向間歇式水力碎漿機(jī)與現(xiàn)有的ZIP型水力碎漿機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,結(jié)果表明,正逆向間歇式水力碎漿機(jī)單向恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的碎漿效果優(yōu)于ZIP型水力碎漿機(jī);此外,前者在正逆向交替運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的不同流層間的速度差會(huì)增大,產(chǎn)生更強(qiáng)的水力剪切作用,其碎漿效果優(yōu)于單向恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的碎漿效果;(3)分析研究間歇時(shí)間對正逆向間歇式水力碎漿機(jī)碎漿效果的影響,當(dāng)轉(zhuǎn)速為100 r/min和200 r/min的運(yùn)行工況時(shí),轉(zhuǎn)子從停止轉(zhuǎn)動(dòng)開始到停轉(zhuǎn)9.5 s之間,碎漿機(jī)內(nèi)流體流速急劇下降,9.5 s后流速下降趨勢呈鋸齒狀震蕩變化,且震蕩幅度逐漸變小,故可將間歇時(shí)間定為9.5 s;(4)分別對三種結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的正逆向間歇式水力碎漿機(jī)進(jìn)行了內(nèi)部流場分析和靜力學(xué)分析,通過其內(nèi)部流場的速度、總壓力和湍流強(qiáng)度的分布情況,得出ZNX-3型水力碎漿機(jī)碎漿效果最優(yōu);并通過轉(zhuǎn)子的最大變形量和應(yīng)力分布情況,得出ZNX-3型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理;(5)對ZNX-3型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中心錐體的直徑和高度進(jìn)行了優(yōu)化分析,其中中心錐體直徑為1400 mm、高度為250 mm的轉(zhuǎn)子在保持原有碎漿效果的同時(shí)質(zhì)量最輕,減少了 12%;中心錐體直徑為1500 mm、高度為30 mm的轉(zhuǎn)子質(zhì)量減少了 8%,并使流場中上部高速區(qū)范圍有明顯增大。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS733
【部分圖文】：

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本文編號：2820416