基于Fluent的造纸压力筛内部流场的数值分析及优化设计

发布时间：2021-11-06 14:23

　　纸浆筛选是一个复杂的运动过程,由筛鼓内外两侧纸浆的压力差和转子旋翼的机械运动共同完成。纸浆的流动特性和筛选效果受到多种因素影响,其中,棒条的形状、剖面角、倒角,旋翼的形状、转速、与筛鼓的间距等是主要的影响因素。目前国内的压力筛设备主要通过借鉴国外的先进设备和基于生产实践进行优化改进,这需要耗费大量的时间和财力。利用数值模拟方法对压力筛内部流场进行仿真分析,可以提高研发效率,节约生产成本。已有的仿真分析主要是对压力筛相关的筛选理论进行验证,以及对筛选区域内纸浆的流动状态和运动规律进行探讨,很少涉及棒条形状和棒条剖面角、倒角具体参数对筛选效果的影响。为得到较为精确的研究结果,指导压力筛进行结构和参数优化,有必要研究纸浆的筛选过程和各主要因素对筛浆效果的影响。本文的主要研究内容如下:（1）研究压力筛的筛选原理及影响筛选效果的主要因素,根据外流式压力筛的基本结构及主要部件的工作原理,对流场分析无明显影响的机械结构进行了简化,并建立了压力筛内部流场的二维几何模型。（2）通过分析纸浆的组成及流动特性,将纸浆看做理想的单相流体,对比几种不同的湍流模型,选用RNG k-ε湍流模型,并根据流动基本方程建... 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 研究的背景和意义
        1.1.1 研究的背景
        1.1.2 研究的意义
    1.2 压力筛简介
        1.2.1 压力筛的类型及其基本结构
        1.2.2 压力筛的核心部件
    1.3 压力筛的筛选原理及其影响因素
        1.3.1 筛选原理
        1.3.2 影响纸浆筛选的因素
    1.4 国内外关于压力筛的研究现状与进展
        1.4.1 国内外关于压力筛的研究现状
        1.4.2 压力筛的研究发展方向
    1.5 研究的目标和内容
2. 纸浆流动的数学模型
    2.1 纸浆的成分及流动特性
        2.1.1 纸浆的组成成分
        2.1.2 纸浆的流动特性
    2.2 流动的基本方程
    2.3 湍流模型
    2.4 纸浆流动模型的离散与求解
        2.4.1 模型的离散
        2.4.2 模型求解算法的选取
    2.5 本章小结
3. 压力筛内部流场的几何模型
    3.1 Solidworks软件介绍与应用
    3.2 压力筛内部流场几何模型的建立
    3.3 本章小结
4. 压力筛内部纸浆流场的数值分析
    4.1 CFD软件介绍与应用
        4.1.1 ICEM软件介绍与应用
        4.1.2 Fluent软件介绍与应用
    4.2 有限元模型
    4.3 仿真方法的选择
    4.4 基于不同棒条的压力筛内部流场分析及对比
    4.5 基于不同旋翼的压力筛内部流场分析及对比
    4.6 本章小结
5. 棒条剖面角和倒角的参数优化
    5.1 棒条剖面角分析及参数优化
    5.2 棒条倒角分析及参数优化
    5.3 本章小结
6. 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
自我介绍
导师简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中浓压力筛在烟草薄片生产中的应用[J]. 闫瑛,樊新顺,田晓辉,罗冲,田泱源,张利涛,曹铭,张书云.  中国造纸. 2018(11)
[2]压力筛性能影响因素仿真分析[J]. 张小雪,张丽丽,苗海滨.  中国造纸学报. 2018(01)
[3]基于CFD数值模拟的纸浆压力筛筛鼓棒条形状改进分析[J]. 荣学青,史岩彬,张丽丽,苗海滨.  中国造纸. 2017(09)
[4]中国造纸协会关于造纸工业“十三五”发展的意见[J]. China Paper Association;.  中国造纸. 2017(07)
[5]压力筛转子旋翼[J]. 徐红霞.  中华纸业. 2017(06)
[6]2015年世界造纸工业概况[J]. 邝仕均.  造纸信息. 2017(02)
[7]k-ω湍流模型在流动阻力数值模拟中的应用研究[J]. 邵杰,李晓花,郭振江,刘瑞璟,田晓亮.  青岛大学学报(工程技术版). 2016(01)
[8]基于FLUENT的污泥脱水螺旋压榨机流场分析[J]. 张念猛,曲庆文,陈云华.  中国造纸. 2015(10)
[9]棒条参数对浆料流场影响的研究[J]. 王绍清,孙钿科,于红娟,曲庆文.  机械设计与制造. 2013(10)
[10]基于FLUENT的压力缝筛波纹形状的改进机制[J]. 陈永利,张健,张辉.  南京林业大学学报(自然科学版). 2012(06)

硕士论文
[1]纸浆浮选及白水气浮技术改造在废纸制浆中的应用[D]. 杨家万.浙江理工大学 2018
[2]压力筛内部流场和波纹形状改进机理的数值模拟[D]. 陈永利.南京林业大学 2012
[3]外流式压力筛流场分析及参数优化[D]. 娄晓丹.山东理工大学 2012



本文编号：3479992