纸浆悬浮液是一种既不同于一般的水流也不同于固液两相流的特殊悬浮液,它是由固态的纤维,液态的水,气态及溶解状态的气体,及一定含量的填充物,胶料等组成的一种液、气、固三相的悬浮液,此外,还有少量的细石、泥沙、铁钉等杂物\也混杂其间。因此,其流动机理复杂,影响流动的因素很多,如浆料的种类、浓度、流动速度、打浆度、温度和纤维形态等都会对浆料的流动产生影响。
纸浆的流动主要有以下特点:1、由于浆料纤维容易形成絮聚,从而阻碍管道中混合物的流动,特别是长纤维和浓度较高的浆料,容易使泵堵塞;2、随着输送纸桨浓度的增加,纸浆中的空气含量大幅上升,泵送能力明显降低。浆料遇水明显润胀,浆浓度达10%时已完全失去流动性。
Gullichsen利用转子剪切仪得到中浓纸浆的流动性能曲线,如图2所示。在纸浆流动达到完全湍流之前,纸浆所需要的剪切应力远大于水的剪切应力,而当纸浆达到完全瑞流时,纸浆流动所需要的剪切应力与水近似,其特性曲线与水的平行,转折点A点Gullichsen称为纤维网络完全分散,纸浆进入完全湍流状态的开始点,这时纸浆开始流体化。此时中浓纸浆的流动性质基本与牛顿型流体相似。将纸浆进入揣流状态的瞬间点称为揣流临界点,也就是纸浆产生“流体化”的起始点。
由Gullichsen等人的研究成果可知当中髙浓纸浆达到揣流状态时其流动性能与牛顿型流体相似,其输送过程可以像低浓度纸浆一样输送。因此,中高浓纸浆泵具有独特的结构。
首先,由于中高浓纸浆的固态特性及高含气量,中高浓纸浆泵必须有一个连续型除气系统,可以把积聚在叶轮中部的气体通过排气孔导出,然后利用泵外抽气装置将气体抽出。
其次,就是在中高浓纸浆泵前端加一个类似搅拌器的湍流发生装置,湍流发生装置中转子的高速旋转产生的高剪切力使纸浆在进入叶轮前实现“流体化”状态。
由于中高浓纸浆泵结构复杂,广一泵将针对揣流发生器进行设计分析。
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