Демпфирование гидродинамических пульсаций давления смесительных насосов с целью повышения качества бумаги Львов, Александр Иванович

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время перед промышленностью России стоит задача выхода из кризиса и переход на качественно новый уровень технологий с целью производства конкурентноепособной продукции. Особое, значение при этом придается экономному и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. Для целлюлозно-бумажной промышленности, являющейся одной из базовых отраслей промышленного потенциала Рос -сии, решение поставленной задачи имеет первостепенное значение.

Одним из основных путей экономного использования древесного сырья в целлюлозно-бумажной промышленности является производство бумаги пониженной массоемхости с высокой степенью равномерности, что позволяет получить значительную экономию волокна без снижения прочностных характеристик бумажного полотна. Равномерность распределения массы 1 иг является одним из основных показателей качества бумаги, необходимость которой: диктуется потребителями.

Неравномерность массоемкости бумажного полотна в продольном направлении вызывается, главным образом, низкочастотными пульсациями давления, генерируемыми гидравлическим оборудованием /смесительными насосами, напорными сортировками/ в массоподводящих сие- . темах бумагоделательных машин.

Повышение скорости современных бумагоделательных машин приводит к увеличению скорости подачи бумажной массы к напорному ящику и, как следствие, увеличению потребного напора смесительных насосов. В свою очередь, увеличение напора вызывает возрастание уровня низкочастотных пульсадиояных возмущений, в системах подачи массы, что приводит к повышению массоемкости бумаги, а значит и к завышенному расходу волокнистого материала.

На современных бумагоделательных машинах, как правило, применяются высокооборотные смесктельнне насосы двухстороннего всасывания. В этом случае лопастные частоты лежат в высокочастотной об -ласти спектра, не оказывающей негативного влияния на равномерно -сть бумажного полотна. Опаснее, с точки зрения воздействия на равномерность распределения массы 1 м^г бумаги, являются пульсации давления на оборотной частоте, лежащие в низкочастотной области спектра и обладающие значительной энергией. Имеющиеся на сегодняшний день исследования пульсаций давления в насосах относятся к лопастным частотам и не затрагивают оборотные, наличие которых

только констатируется.

В настоящее время отсутствуют методы расчета пульсационных
возмущений на оборотной частоте смесительных насосов, позволяющие
проводить научно-обоснованный выбор насосов и компоновку массопод
водящих систем бумагоделательных машин с минимальным уровнем гене
рируемых пульсашюнных возмущений для проектируемых или реконстру
ируемых систем іга.ссоіюяачя, что сдергивает решение пгоблеш сзя-
МШо2..с_^менмщием_ко.2баний массоемкости бумаги.

Работа выполнялась в соответствии с Российской Государствен -ной научно-технической программой "Комплексное использование и во спроизводство древесного сырья"- задание 4.2 - Совершенствование конструкций массоподводящях систем бумагоделательных машин с це -лью снижения массоемкости бумажного полотна.

Нель работы. Разработка к реализапия теоретических положений и практических рекомендаций по оценке уровяя пульсаций давления на оборотной частоте смесительных насосов и конструкторско-техно-логическим методам их демпфирования, с учетом рециркуляции бумажной массы в спиральном отводе и ее реологических свойств при вы ~ работке бумаги пониженной массоемкости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

разработка теоретических положений возникновения и распс-остране ния пульсаций давления на оборотной частоте смесительных насо -сов, с учетом рециркуляции бумажной массы в спиральном отводе и ее реологических свойств,

установление степени влияния пульсаций давления на оборотной ча

стоте смесительных насосов ка равномерность распределения массы

р t м бумажного полотна,

установление влияния конструктивно-технологических параметров смесительных насосов и концентрации бумажной массы на величину пульсационных возмущений на их оборотной частоте,

разработка инженерной методики расчета минимального уровня пуль сапий давления на оборотной частоте насосов,

практическая реализация полученных результатов.

Основные положения методики исследования, Экспериментальные исследования проводились на насосной установке ГТУРЇЇ, а также,для подтверждения полученных результатов в промышленности, на бумагоделательных машинах Котласского и Сокольского ШЖ.

Измерение пульсационных характепистик проводилось с помощью аппаратурного комплекса на основе двухканальиого измерителя пуль-

сашй давления ИЩЫ и быстродействующего самописца типа H338/6R. с одновременным снятием гидравлических характеристик насосной установки. Обработка экспериментальных данных производилась на ЭВМ

0 использованием пакета прикладных программ.

Научная новизна. Разработаны теоретические положения возникновения и распространения пульсационных возмущений на оборотной частоте смесительных насосов, с учетом рециркуляции бумажной массы в спиральном отводе и ее реологических свойств.

Установлена степень влияния пульсаций давления на оборотной

частоте смесительных насосов на равномерность распределения массы о

1 м бумажного полотна.

/становлено влияние конструктивно-технологических параметров смесительных насосов и концентрации бумажной массы на величину пульсаций давления на оборотной частоте.

Научно обоснован и разработан инженерши метод расчета мини -мального уровня пульсаций давления на оборотной частоте при различных режимах работы смесительного насоса с целью повышения равномерности распределения массы 1 м бумажного полотна.

Практическая ценность работы. Предложен инженерный метод расчета пульсаций давления генерируемых смесительными насосами на оборотной частоте, позволяющий на стадии проектирования массопод-водящих систем определить режим работы насоса с минимальным уровнем пульсационных возмущений на оборотной частоте в зависимости от гидравлических характеристик массоподводящих систем.

Реализация работы в промышленности. По результатам проведен -ной работы были разработаны к реализованы рекомендации по модерни-запий массоподводящей системы БДМ №3 Котласского ЦБ^с j)ejcoHcrpy_-кцией смесительного насоса. О целью уменьшения колебаний массоем-кости бумаги, проведена оптимизация частоты вращения ротора смесительного насоса БДМ №3 Сокольского ПБК.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на: научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов ЛТИПБП в 1990г., Международной конференции"Научные основы прогресса технологии производства бумаги"-!.. 1991г., научно-технической конї>еренции"Совремеішне направления совершенствования конструкций и эксплуатации бумагоделательных и картоноделательных машин"-СПб., 1993г., Росс, науч.-практ. конф."Опыт и перспективы развития ресу-

г.Санкт-Петербург, 1995 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей.

Объем работы. Диссертация представлена на 136 страницах маня нописяого текста, содержит 12 таблиц, 43 рисунка.

Структура работы» Диссетугапия состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографии, содержащей 83 наименования и прило жения.

Автор защищает:

1. Теоретические положения возникновения и распросттэанения і льсапий давления на оборотной частоте смесительных насосов, с з>ч том рециркуляции бумажной массы в спипальном отводе и ее реологв ческих свойств.

2. Установленное влияние пульсаций давления на оборотной час тоте смесительных насосов на равномерность распределения массн 1 m^j бумажного полотна в продольном направлении.

3. Установленное влияние конструктивно-технологических параметров смесительных насосов и концентрации бумажной массы на вед чину пульсаций давления на оборотной частоте.

4. Инженерный метод расчета минимального уровня пульсаций да ления на оборотной частоте смесительных насосов с пелью повышена равномерности распределения массы 1 м" бумажного полотна.

5. Внедрение оезульгатов в промышленность.