Construction of a Pilot Headbox System and

Pressure Monitoring Apparatus for the Development of

High Speed Hydraulic Headboxes

Hye Jung Youn

and Hak Lae Lee

Department of Forest Products, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National

University, Suwon, 441-744, Korea

Corresponding author : page94@snu.ac.kr

ABSTRACT

To investigate the influence of the design and operating parameters of the headbox on

hydrodynamics,

a

pilot

headbox

system

and

pressure

monitoring

apparatus

were

constructed. The pilot headbox system consisted of a circulating water reservoir,

centrifugal pump, distributor, turbulence generator and slice. The distributor was designed

to function as a pressure attenuator. Flow rate to the headbox and MD and CD velocity

profiles in the slice zone were monitored using an ultrasonic flowmeter and Pitot tubes,

respectively. As the distance from the step diffusor increased, evener CD velocity profile

was observed. Wall effect increased with the increase of the velocity. Flow stability in

the headbox was evaluated by injecting a dye at the outlet of the distributor.

Application of theoretical analysis based on CFD in designing headboxes is briefly

discussed.

Introduction

Paper machine speed, which has increased substantially during last several decades, is

expected to increase continuously in the future even though the increase rate will a bit

diminish. Increase of paper machine width, however, does not appear to take place

within next ten years.

1-2)

To facilitate the increase of machine speed, many open draws

have been eliminated and diverse new concepts of compactness have been adopted in

designing today's paper machines. The philosophy of compactness in designing today's

paper machines can also be found in headboxes, which is one of the most critical parts

of a paper machine. Diverse research efforts have already been made to develop

headboxes which would provide excellent runnability and product quality.

The importance of headbox design for sheet properties including formation, fiber

orientation, MD and CD basis weight uniformity, etc has been acknowledged for many

years.

3-4)

With technological trends of increasing paper machine speed and reducing basis