流浆箱收敛区内浆料的纵向速度分布

杨栋标

(广东省烟草学校)

熊日辉

(珠 江 造 纸 厂)

摘 　要 　本文通过对浆料在流浆箱收敛区内的纵向速度分布进行研究

,

并且通过实验进行验证

,

从而得到浆料在流浆箱收敛区内的纵向速度分布基本均匀一致的结论 。

1 　前言

　　我们在设计流浆箱时 ,都希望浆料在收

敛区内不但在横向上 ,而且在纵向上的速度
分布是均匀一致的 ,只有这样 ,在网上成形的
纸页才会有一致的定量 ,因而对浆料在收敛
区内的纵向速度分布进行研究是相当必要
的 。

2 　不可压缩牛顿型流体在收敛区内纵向速

度分布的理论分析

我们发现 ,只要布浆高度合适 ,浆料在收

敛区 内 的 流 动 就 和 图 1 所 示 的 哈 密 尔 流

( Hamel Flow) 相当相似 ,下面就对其流动进

行分析 。

图

1

　哈密尔流

　　流动以圆柱坐标 (r ,θ,z) 表示 。

其中 r 是从两板的尖角算起 ,两板的夹

角为 2α,也就是在壁面处θ= ±α,并且我们
假定流体是不可压缩的牛顿型流体 。

我们可以假定速度在 z 方向上没有变

化 ,则有 :

　　　　　　V

z

= 0

(1)

我们同时假定流体的流动是完全径向

的 ,因而流入尖角的流体粒子将沿着恒定的

θ角的线流动 ,从而有 :

　　　　　　V

θ

= 0

(2)

则圆柱坐标系上的连续性方程可以简化

为 :

　　　　　　1

r

5

5r

(V

r

・r) = 0

(3)

因而可知 :rV

r

和 r 无关 ,且前面已假定

流动是完全径向的 ,则 V

r

和 z 也没有关系 。

积分式 (3) ,则有 :

　　　　rV

r

= 仅是θ的函数 = f (θ)

(4)

即 : 　　　　　V

r

=

f (θ)

r

(5)

在这种情况下 ,连续性方程给了我们另

外极重要的关于其流动的信息 ,在 r = 0 处 ,
也就是在尖角处 V

r

变为无限 ,但这一点对我

们的研究关系不大 ,因为我们所研究的浆料
在收敛区内的流动是不存在真实的尖角的

(因唇口处总是有一定的开度的) 。

函数 f (θ) 将由纳维 ———斯托克斯方程的

解而确定 ,并且有某些边界条件和流动条件
所限制 。例如 ,在壁面上 ,即θ= ±

α处 ,由于

4

《广东造纸》　1999. No. 1

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