weight, however, the headbox becomes even more important and is regarded as an

extremely critical part of the paper machine. And many technological renovations have

been made to improve its capability. For instance, the deterioration of fiber orientation

that occurs when controlling CD basis weight by adjusting the slice gap has been

resolved with the emergence of a dilution headbox.

5)

And improved deflocculation of

fiber flocs in the headbox were made possible with the development of step diffusors or

perforated plate.

6-7)

These developments of cutting edge technologies have been made

mostly by paper machinery builders in advanced countries, which remains the domestic

paper machinery industry lacks far behind in technology. To overcome this technological

deficiency extensive research efforts in theoretical as well as experimental aspects should

be made.

In this study, a special attention has been paid to examine the influence of the

geometry of the turbulence generator and slice on velocity and pressure uniformity in

the headbox. These are of great importance in obtaining good formation, even basis

weight profile and fiber orientation. To investigate the effect of the design parameters of

the turbulence generator and slice on hydrodynamic behavior, analytical as well as

experimental approaches have been made.

Experimental

Construction of pilot headbox

A

pilot

headbox

consisted

of

turbulence generators

and

slice

was

designed

and

constructed to study the flow behavior in the headbox. The schematic diagram of the

pilot headbox is shown in Fig. 1. Water stored in a 2 m

3

tank was pumped by a

centrifugal pump to the distributor and passed through the flexible hoses to step

diffusors, and ejected through the slice and recirculated. The detailed specifications of

the tank and pump are shown Table 1 and 2. The flow rate from the distributor to the

headbox was controlled by adjusting the opening of the return gate valve, and the flow

rate from the water tank to attenuator was monitored using an ultrasonic flowmeter.

Distributor rather than tapered manifold was adopted to distribute stock evenly to the

full width of the slice as shown in Fig. 2. A hole plate was installed inside the

distributor to even up the flow instability. Air pad that exists at the upper part of the

distributor functions as a pulse attenuator. Air pressure in the distributor was adjusted

with an air compressor and monitored with a pressure gauge mounted at the top of the

distributor. Liquid level in the distributor was measured with a transparent tube mounted

on the outside of the distributor. Four flexible hoses were used to connect the flow

distributor and headbox. This design was found to be very effective in maintaining the

constant pressure inside the headbox and eliminating the secondary flow produced when