从布浆器来的浆料大约成 90°角进入窄的喷

嘴

,

在入口处

,

收敛喷嘴的高度大约为喷出支流直径

的 3～4 倍

,

喷嘴处较小的进口高度

(

即 3～4 倍支管

直径

)

将会形成一种浆流各向同性的混合

,

并能消除

较大的横流

.

由于在进口处的浆流能量衰减较大

,

因

此可以产生强的湍动

,

这对分散纤维的效果是好的

,

但另一方面

,

它却会形成一种小的硬的絮团

.

这种流浆箱由于进口处高度较小

,

因此不可能

装上任何用于匀整浆流的元件

,

因而喷嘴型流道仅

适用 于 唇 口 开 启 尺 寸 较 小 的 情 况

,

一 般 小 于 15

m m ,

这类流浆箱适用于低定量纸的抄造

,

而当用于

大的唇口开启度或用于长网成形器时

,

其喷出的浆

流就显得不够稳定

.

目前很多纸机制造厂都生产这

类流浆箱

,

世界上车速最快的薄页纸机就是采用这

种型式

.

2

.

2

.

2 　阶梯扩散型
从方锥总管来的浆流通过一系列的阶梯方式逐

渐增加孔径的阶梯管或阶梯孔板

,

从而起到了稳定

浆流和产生湍动的作用

.

进口处小的开孔面积能得

到所需要的压力降

,

以获得良好的布浆效果

,

然后浆

流在两个或更多的阶梯流道中减速直到浆流从开孔
率 90

%

～95

%

的蜂窝孔或开孔率为 60

%

～70

%

的

圆孔出来

,

再经过横截面为长方形的短距离流道后

直接送到唇板区

.

湍动是借助各个阶梯产生的

,

阶梯

之间的长度要设计成能形成适当的湍动强度

,

其强

度要高到足以消除边界层所产生的影响

.

阶梯扩散

器的好坏很大程度上取决于浆料良好的初分配

,

形

成阶梯的尺寸

(

即阶梯之间直径差

)

大约为 3

.

2 ～

6

.

4

m m ,

所需要的管子长度应使阶梯扩散器能形成

一种稳定 、

均一的浆流

,

使浆流中不存在纵向条流

,

并获得一种适当的湍动强度和尺寸

,

使纤维分散良

好

,

最后一级阶梯可采用圆形或方形

,

甚至可采用蜂

窝孔排成一直线

,

这种非常简单的系统可获得非常

好的纸幅成形

.

2

.

2

.

3 　固定匀浆装置型
大部份高速纸机流浆箱在布浆器之后有一个稳

流室

,

在稳流室之后有一组固定的整流元件

,

一般采

用管束或孔板加飘片

,

稳流室的作用是用来混合从布

浆器来的各股浆流

,

这样可以在纸机横向形成均一的

浆流

.

管束是一种高效能的整流元件

,

当浆料通过细

小的管道时

,

浆流很容易处于湍流状态

(

此时雷诺数

通常是高于 3 ×10

3

) ,

于是

,

浆流内存在着高强度湍动

的小涡漩

,

它足以分散纤维的絮聚

,

形成一种均匀的

纤维悬浮液

.

如果采用的是一束小口径管子

,

并且管

束的开孔率较大时

,

流经管束的浆流是一种具有微湍

动的平稳浆流

,

适用于纸幅的成形

[

6

]

.

孔板作为一种

阻力元件进一步改善浆流的不均匀性

,

随后的飘片可

用于消除横流并产生所要求的湍动值

.

2

.

3

　堰板区的设计

[

2

,

7

]

经过匀整以后的浆流

,

实际上仍会有一些缺陷

,

例如

,

浆料沿幅宽上的流速有某些小的差异

,

浆流中

纤维的解絮不够完全等

.

随着造纸机车速的提高

,

浆

料在成形网上的停留时间越来越短

,

上网浆流中的

缺陷就越来越敏感地反映到纸幅组织中

.

在现代化

的高速造纸机上

,

尤其是在夹网类型的造纸机上

,

对

上网浆流均布的要求是十分严格的

.

因而堰板的设

计和操作对纸页的形成和纸页横幅定量的均匀性有
十分重要的影响

.

2

.

3

.

1 　堰板区设计的工艺考虑
从工艺观点看

,

唇板区必须有一个小角度的均匀

收敛

,

堰口部上、

下堰口的角度

,

一般都取 5°

～20°

的

较小角度

[

8

]

,

这样使浆流持续高速地保持在有限的湍

流状态

,

同时当不均匀的浆料进入唇板区后可减少漩

涡的产生

,

从而达到稳定和改善横幅定量分布

.

角度

陡峭的唇板或弯曲的唇板将容易形成漩涡

.

堰口的喷

嘴角应保持直线状

,

不应有阻流阶梯现象

.

然而要加

工出几何尺寸正确和稳定的长唇板是困难的

,

因而

,

一般唇板的长度限制在 0

.

6～1

.

2

m

之间

[

9

]

.

唇板与堰池中的匀整元件应保持一个合适的距

离

,

使浆流在离开唇板之前有足够的时间消除大尺

寸的湍动

,

否则将形成涡区效应

,

导致在成形网上产

生条纹

[

10

,

11

]

.

浆流在唇板区加速时

,

悬浮体内的纤维将会被

拉直

[

12

]

,

然而

,

对高速流浆箱来说

,

由于在唇板区浆

流的湍动强度较大

,

因此 纤维被拉直的倾向较小

.

尤其当唇板区的收敛角很小时

,

这种倾向更小

,

因而

高速流浆箱比较难抄造出有方向性的纸

.

为了减少唇板区对其尺寸误差的敏感性

,

并使

它更易于调节

,

一般在上唇板上装有直唇板

,

这种直

唇板是可置换的

,

它有助于减少由于唇板缺陷或唇

板变形而造成的纵向条流

.

唇板区最好设计成直线

收敛

,

弯曲的唇板会形成

Ta yl o r

漩涡

,

并形成纵向

条流

.

如果进入唇板区的浆流比较均匀

,

则可适当缩

短唇板区的长度

.

2

.

3

.

2 　设计考虑
堰板区几何尺寸的正确和完美无缺是纸幅横向

定量分布和稳定性的关键

,

唇口断面必须不受温度 、

压力和唇口开启度的影响

,

几乎所有高速宽幅流浆

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华 南 理 工 大 学 学 报

(

自 然 科 学 版

)

第

30

卷