Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Кауров Павел Викторович

Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин
<
Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кауров Павел Викторович. Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин : диссертация ... кандидата технических наук : 05.21.03 / Кауров Павел Викторович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ун-т растител. полимеров].- Санкт-Петербург, 2010.- 143 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2156

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор 7

1.1. Аналитический обзор работ, посвященных процессам обезвоживания бумажной массы 7

1.1.1. Теоретическое описание процессов фильтрования 7

1.1.2. Экспериментальное определение на приборах фильтрационных характеристик бумажных масс и формующих сеток 10

1.1.3. Экспериментальные исследования обезвоживания бумажной массы на сеточных частях 22

1.2. Аналитический обзор работ, посвященных деформациям формующих сеток 30

1.3. Аналитический обзор работ, посвященных математическим моделям обезвоживания бумажной массы на гидропланках 37

1.4. Выводы и постановка задач исследований 49

2. Теоретическое исследование процессов обезвоживания бумажной массы на гидропланках 50

2.1. Разработка математической модели обезвоживания бумажной массы на гидропланках 50

2.1.1. Уравнение фильтрования бумажной массы 50

2.1.2. Уравнение течения бумажной массы при отливе на гидропланках 55

2.1.3. Уравнения для учета изгибных деформаций формующей сетки и силы инерции слоя бумажной.массы на сетке 56

2.1.4. Уравнения для определения натяжения формующей сетки 61

2.1.5. Уравнения для определения изгибной жесткости формующих сеток...66

2.1.6. Математическая модель обезвоживания бумажной массы на гидропланках 76

2.2. Решение разработанной математической модели обезвоживания бумажной массы на гидропланках 79

2.2.1. Решение уравнения для расчета развиваемого гидропланкой вакуума 79

2.2.2. Решение уравнения прогибов формующей сетки 82

2.2.3. Описание разработанной программы для расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках 87

2.2.4. Примеры расчета обезвоживания на гидропланке 91

3. Экспериментальные исследования для разработки расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках 95

3.1. Определение изгибной жесткости формующих сеток 95

3.1.1. Исследование изгибных деформаций формующих сеток при их консольном закреплении 95

3.1.2. Исследование изгибных деформаций формующих сеток в условиях продольно - поперечного изгиба 98

3.2. Определение коэффициента фильтрации бумажных масс в лаборатор ных условиях 100

3.2.1. Определение коэффициента фильтрации бумажной массы на приборе ЛПИ по обычной методике 100

3.2.2. Определение коэффициента фильтрации с учетом трехфазности бумажной массы 103

3.3. Исследование обезвоживания бумажной массы на сеточных частях бумагоделательных машин с гидропланками 105

4. Результаты исследований и их анализ 111

4.1. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследо ваний по обезвоживанию бумажной массы на гидропланках 111

4.1.1. Сравнение расчетных значений вакуума в клине гидропланки с данными экспериментальных исследований на полупромышленной установке ЦНИИБуммаша 111

4.1.2. Сравнение расчетных и экспериментальных данных по возрастанию сухости бумажной массы на сеточных частях с гидропланками промышленных бумагоделательных машин 118

4.2. Разработка методики расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках 119

Выводы 130

Библиографический список 131

Приложения 142

Введение к работе

Актуальность темы. Использование методов математического моделирования хода рабочих процессов бумаго- и картоноделательных машин существенно облегчает задачи проектирования ввиду возможности быстрой и недорогой проработки многих вариантов расчета. Так. при разработке и модернизации бумаго- и картоноделательных машин полезным является осуществлять проверку обезвоживающей способности сеточных столов с гидропланками расчетным путем, в том числе с целью выбора наиболее приемлемого варианта компоновки для последующей более детальной его экспериментальной проверки.

Разработкой расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках занимался ряд отечественных и зарубежных ученых, однако ими эта задача рассматривалась с использованием таких исходных допущений, при которых результаты решения пока не дали сходимости с экспериментальными данными в широких пределах. В настоящее время расчеты обезвоживания бумажной массы на гидропланках проводятся в основном с использованием эмпирических зависимостей, дающих сходимость с экспериментальными данными для тех условий, в которых эти зависимости были получены. Таким образом, доработка теории и разработка методики расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках, построенной на базе достаточно строгого учета физики процессов обезвоживания, является актуальной задачей.

Целью работы является разработка теории и методики расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать адекватную математическую модель обезвоживания
бумажной массы на гндропланках.

  1. Получить численное решение разработанной математической модели.

  2. Разработать методику определения изгнбной жесткости формующих сеток.

  1. Провести экспериментальные исследования изгнбных деформаций формующих сеток.

  2. Экспериментально определить коэффициенты фильтрации бумажных масс с учетом их трехфазности.

  3. Выполнить экспериментальную проверку расчета обезвоживающей способности сеточных столов с гидропланкамн.

Основные положения методики исследований. Теоретические исследования процессов отлива бумажного полотна на гидро планках выполнены на основе анализа влияния основных физических факторов на отлив, таких как прогиб сетки, аэрация исходной бумажной массы, размыв осевшего волокнистого слоя на сетках бумагоделательных машин и др.

Для решения полученной системы уравнений была разработана программа вычислений на персональном компьютере.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях (на стендах и приборах) и на промышленных бумагоделательных машинах, в

том числе с использованием прибора NDC. Для проверки разработанной математической модели обезвоживания на гидропланках использовались также результаты проведенных ЦНИИБуммашем экспериментальных исследований на пилотном сеточном столе.

Практическая значимость. Применение результатов работы позволяет проводить многоварпантные расчеты обезвоживающей способности зон формования на сеточных столах с гидропланками при проектировании-модернизации и совершенствовании технологических режимов бумаге- и картоноделательных машин. что сокращает объемы трудоемких экспериментальных исследований и уменьшает сроки разработки конструкций бумаге- и картоноделательных машин и совершенствования технологии производства их продукции. По результатам диссертационной работы получено 2 акта внедрения.

Научная новизна. Разработана математическая модель обезвоживания бумажной массы на гидропланках и получено ее решение. Разработана методика определения изгибной жесткости формующих сеток и проведены экспериментальные исследования их изгибных деформаций. Проведено экспериментальное определение коэффициента фильтрации бумажных масс с учетом их трехфазностн. Разработана и экспериментально проверена методика расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках.

Апробация работы. По материалам диссертации сделаны сообщения на следующих конференциях:

Научно - практическая конференция "Молодые ученые университета -ЛПК России". СПбГТУРП, Санкт - Петербург. 2006.

Международная научно - практическая конференция "Модернизация БДМ и КДМ с целью повышения эффективности производства". СПбГТУРП. Санкт -Петербург. 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения. четырех разделов, выводов, библиографического списка и приложения. Содержит 143 страницы машинописного текста, 86 рисунков, 4 таблицы. 104 наименования использованных источников литературы.

Основные положения, выносимые на зашиту:

  1. Математическая модель обезвоживания бумажной массы на гидропланках и метод ее решения.

  2. Методика определения изгибной жесткости формующих сеток.

  3. Результаты экспериментальных исследований изгибных деформаций формующих сеток.

  1. Результаты экспериментального определения коэффициента фильтрации бумажных масс с учетом их трехфазностн.

  2. Результаты экспериментальной проверки математической модели обезвоживания на гидропланках.

  3. Методика расчета обезвоживающей способности зон формования на сеточных столах с гидропланками н ее экспериментальная проверка.

Аналитический обзор работ, посвященных деформациям формующих сеток

Для описания изгибных деформаций формующих сеток бумаго- и картоноделательных машин с учетом жесткости сеток при математическом моделировании обезвоживания бумажной массы на сеточных частях различные исследователи [3, 41] используют в качестве исходного следующее уравнениегде EJ - изгибная жесткость, z(x) - прогиб, Т - натяжение, р(х) - поперечная нагрузка.

Захрай С. в работе [41] сообщает о величине изгибной жесткости, равной 4,91-10" Н м, как о типичной величине для двухслойной формующей сетки и о малом ее влиянии на расчеты двухсеточного формования, поэтому в работах [42, 43] для учета изгибных деформаций формующих сеток используется уравнение прогибов гибкой нити в виде

Кокушин Н. Н. в работе [44] при расчетах профиля гидропланки использовал выражение для нагрузки на сетку от центробежной силы инерции слоя массы на сетке в местах ее изгиба в видеq(x) = -p-h0-vc—ТТ 5 (15)где ho - высота слоя массы на сетке, р - плотность бумажной массы, vc -скорость сетки.

Грин С. [42, 43] при расчетах двухсеточного формования также учитывает нагрузку от центробежной силы инерции слоя массы на сетке.

Эдмен М. в работе [45], используя теорию Холмквиста С. [46], включающую в себя использование уравнения прогибов нити, при расчетах двухсеточного формования, в общем случае не получил достаточной сходимости расчетных и экспериментальных данных [47] по прогибу сетки (рис. 24).

Кокушин Н. Н. в работе [3] для определения жесткости бронзовой сетки использовал расчетную схему консольной заделки с сосредоточенной силой Р на конце пролета (рис. 25) и теорию больших упругих перемещений тонких стержней [48].

В текстильной промышленности для определения изгибной жесткости материалов применяется ГОСТ 10550 - 93 [49], предусматривающий использование расчетной схемы в виде консольного закрепления образца для проведения замеров прогиба его свободного края при изгибе от собственного веса (рис. 26).где А - функция относительного прогиба, приведенная в [49].

Роде Ф. в [50] приводит решение для расчетной схемы, показанной на рис. 26, полученное с помощью рядов. Зависимость относительного прогиба от нагрузки, длины и изгибной жесткости для расчетной схемы, показанной на рис. 26, по данным работ [49, 50] приведена на рис. 27.

Бродеур П. в работе [51] для определения модуля Юнга Е четырех различных формующих сеток использовал ультразвуковой датчик. При сравнении получаемых величин со значениями модуля Юнга в продольном направлении, полученными на разрывной машине, приемлемая сходимость достигнута только у однослойной формующей сетки (рис. 28).

Рис. 29. Рост производства структурно - связанных синтетических формующих сеток в западно - европейских странах [52]

Знание модуля Юнга Е, иногда сообщаемое фирмами -производителями сеток, недостаточно для определения изгибной жесткости EJ формующей сетки, так как их современные виды имеют сложную конструкцию [53, 54, 55, 56, 57], затрудняющую расчетное определение момента инерции J (рис. 30).

Для расчетного определения величины натяжения формующей сетки в любом месте сеточного стола Шухман Ф. Г. в работах [38, 58] использует теорию гибкой связи, например, ременной передачи, основанную на использовании формулы Эйлерагде Ті - натяжение ведущей ветви; Тг - натяжение ведомой ветви; f — коэффициент трения; р - угол охвата сеткой приводного вала.

Экспериментально величины натяжения формующей сетки на бумагоделательных машинах определяют по датчику на сетконатяжном механизме или используя переносные приборы различных фирм -производителей [40].1) Рис. 30. Примеры конструкции формующих сеток [53]: 1 -однослойной; 2 - двухслойной; 3 - двухслойной с дополнительным утком; 4 - трехслойной; 5-е тремя утками; 6 - структурно - связанной (МН -машинное направление, ПН - поперечное направление) В работах [59, 60] для определения вертикальных колебаний формующей сетки предложено использовать уравнение

Решение разработанной математической модели обезвоживания бумажной массы на гидропланках

При выводе выражения (193) считалось, что вязкость подсеточной воды не изменяется по длине гидропланки. Граничными условиями для выражения (193) являются значения вакуума в точках начала и окончания его действия. Так как расчет вакуума проводится, как для давления,развиваемого ниже атмосферного, то согласно принятой теории смазочного слоя, это будут нули, то есть

Интегралы (194) - (196) возьмем следующим образом. Подынтегральные выражения в них являются функциями аргумента х, поэтому каждое из них, используя разложения в степенные ряды, можно заменить выражением вида

Коэффициенты aj аппроксимирующего полинома (209) определим, разбив рассматриваемый интервал 0 х І на п участков и на границе каждого і - того участка при х = і С / п приравняем значение f(x) к значению соответствующего подынтегрального выражения. В результате получатся три системы линейных алгебраических уравнений п - ного порядка относительно неизвестных а;. В подынтегральных выражениях (194) - (196) тогда будут находиться функции вида (209), интегралы которых являются берущимися, тем самым функция вакуума будет определена аналитическим выражением.

Здесь следует отметить также, что в пренебрежении фильтрацией и прогибом сетки, выражение (208) упрощается и имеет решение вида

Для определения неизвестных коэффициентов ао .. акі и bo .. Ьмг всего необходимо составить (Ni + N2 +2) уравнений, но с учетом выражений (226) - (233) их число становится равным (Ni + N2 - 6). Для составления оставшихся уравнений требуется, чтобы функции (216) и (217) удовлетворяли выражениям (211) и (212) в точках, называемых точками коллокации, координаты X) и Хг которых должны изменяться в пределах

Таким образом, получится система линейных алгебраических уравнений из выражений (226) - (233) и (237) - (238) относительно неизвестных коэффициентов а; и bj, решение которой дает, соответственно, значения прогибов сетки на каждом из обоих участков согласно выражениям (216) и (217).

Математическая модель обезвоживания бумажной массы на гидропланках получена, как указывалось ранее, в настоящей работе в виде системы следующих уравнений где p(x) - вакуум в клине гидропланки, УФ(Х) - скорость фильтрации, h(x) -зазор между сеткой и гидропланкой, h2(x) - толщина профильтровавшегося слоя, z(x) - прогиб сетки, ц. - вязкость подсеточной воды, q(x) - нагрузка на сетку от центробежной силы инерции слоя массы, vc - скорость сетки, у -удельный вес бумажной массы, h0 - толщина слоя бумажной массы на сетке в начале гидропланки, Кф - коэффициент фильтрации, с;0 - концентрация обезвоживаемой бумажной массы, с0 - концентрация осевшего слоя, ст -концентрация подсеточной воды, hc - толщина сетки, приведенная к толщине слоя бумажной массы, а - величина зазора между сеткой и гидропланкой в начале клина, b - тангенс угла наклона гидропланки, Т -натяжение сетки, Т0 - предварительное натяжение сетки, EJ - жесткость сетки, R - равнодействующая сил, прижимающих сетку к поверхности обезвоживающих элементов, f - коэффициент трения сетки по поверхности контактирующего с ней элемента, (3 - угол охвата сеткой приводного вала, р - плотность бумажной массы, Ai - толщина ранее осевшего на сетке слоя волокон, fp — функция размыва, х - координата, отсчитываемая по длине наклонного участка гидропланки.

Для определения толщины слоя отведенной гидропланкой воды h2(x) необходимо знать интеграл вакуума согласно уравнению (241). Функция вакуума р(х) должна быть определена из уравнения (240), зависящего от этой толщины h2(x) согласно уравнению для скорости фильтрации (239), входящего в уравнение (240). Также в уравнение течения подсеточной воды (240) входит функция зазора между сеткой и гидропланкой h(x), определяемая выражением (242) и, в свою очередь, зависящая от прогиба сетки, который по уравнению (243) определяется также через функцию вакуума. При этом от изгиба сетки возникает инерционная нагрузка от сетки и слоя массы на ней, определяемая выражением (244), входящим в уравнения (239), (241) и (243).

Для получения решения системы уравнений (239) - (246) разработана программа, численно реализующая следующий алгоритм. На первоначальном этапе расчета каждой гидропланки определяется функция вакуума по уравнению (240) в пренебрежении наличием фильтрования и прогиба сетки, то

Определение коэффициента фильтрации бумажных масс в лаборатор ных условиях

Определение коэффициента фильтрации ряда бумажных масс проводилось нами на приборе типа ЛПИ (рис. 1) по методике, описанной в [96].

Порядок проведения экспериментов по определению коэффициента фильтрации бумажных масс по методике [96] следующий. Цилиндр прибора заполняется водой из водопроводной сети. При этом сливная трубка находится в крайнем верхнем положении и закреплена стопорным винтом. При заполнении цилиндра воздух удаляется из - под сетки открытием крана. Затем в цилиндр заливаются исследуемая бумажная масса и водопроводная вода до верхнего среза цилиндра таким образом, чтобы исключить перелив массы в канализацию.

В течение 10-15 минут масса оседает до появления границы раздела вода - масса. Осторожно подается вода таким образом, чтобы излишки воды уходили в перелив и канализацию. Сливная трубка вручную опускается так, чтобы создать первоначальный напор ЛН (10 - 15 мм вод. ст.), величина которого определяется по манометрической трубке. Происходит оседание волокнистого слоя до стабилизированной при данном напоре толщины, измерение которой производится по шкале. После стабилизации толщины отливки производится измерение фильтрационного напора АН по манометрической трубке и количества фильтруемой воды, стекающей через сливную трубку в мерный цилиндр и времени, за которое происходит заполнение мерного цилиндра. После этого прикладываются увеличенные по сравнению с предыдущим значения напора АН (сливная трубка опускается все ниже) и проводятся аналогичные измерения расходов профильтровавшейся воды и толщины отливки на сетке.

При обработке результатов эксперимента для каждого значения фильтрационного напора АН производятся следующие вычисления.где Уф - скорость фильтрации, Q - расход воды, S - площадь осевшего слоя волокон, А - объем профильтровавшейся воды в мерном цилиндре, t - время заполнения данного объема, Кф - коэффициент фильтрации, с0 -концентрация осевшего слоя волокон А - толщина осевшего слоя волокон, G — масса абсолютно - сухой отливки. На рис. 65 в качестве примера показано изменение коэффициента фильтрации Кф в зависимости от прикладываемого напора для трех видов бумажных масс.

При определенном значении напора и далее толщина слоя волокон перестает меняться и фильтрационные характеристики бумажной массы (коэффициент фильтрации и концентрация осевшего слоя) также будут постоянными вследствие достижения предельного уплотнения слоя волокон.

Определение коэффициента фильтрации с учетом трехфазности бумажной массы также проводилось на фильтрационном приборе типа ЛПИ по измененной методике. Данная методика проведения экспериментов представлена в работах [3, 19]. Основные отличия от обычной методики определения коэффициента фильтрации бумажных масс на приборе ЛПИ состоят в следующем. Вместо постепенного повышения прикладываемого напора (опусканием сливной трубки с заданным интервалом) к отливке бумажной массы сразу прикладывается требуемый напор путем опускания сливной трубки на заданную высоту, которая не меняется в процессе данного эксперимента. Первоначальное значение фильтрационного расхода при этом соответствует коэффициенту фильтрации бумажной массы при минимальном воздухонасыщении осадка на сетке, то есть при наименьшем влиянии его трехфазности на ход процесса фильтрации. С течением времени осадок бумажной массы постепенно насыщается пузырьками воздуха, как содержащегося в водопроводной воде, так и дополнительно выделяющегося в осадке из - за потери напора в нем. Эти пузырьки воздуха, видимые через стенку цилиндра, блокируют поры отливки, что приводит к замедлению фильтрации. Спустя некоторое время (10..15 мин и более) после начала эксперимента изменение фильтрационного расхода практически прекращается, что свидетельствует о степени воздухонасыщения осадка бумажной массы, близкой к предельной. Коэффициент фильтрации бумажной массы при этом будет значительно (в несколько раз) меньше, чем в начале проведения эксперимента. Зависимости коэффициента фильтрации от прикладываемого напора при минимальном и максимальном влиянии трехфазности осадков бумажных масс показаны на рис. 66.

Следует отметить, что при проведении опытов на приборе ЛПИ по обычной методике также часто наблюдается насыщение осадка бумажной массы на сетке к концу опыта, что говорит об усиливающемся влиянии аэрации осадка в ходе опыта на его результаты.Рис. 66. Изменение коэффициента фильтрации Кф в зависимости от прикладываемого напора с учетом трехфазности бумажных масс (—о—о— - с минимальной аэрацией, — —п— - с максимальной аэрацией)

Для проверки адекватности разработанной математической модели необходимо сопоставление результатов ее решения с экспериментальными данными. Для получения необходимых экспериментальных данных было проведено обследование обезвоживающей способности сеточных столов бумагоделательных машин №6 ООО "Окуловская бумажная фабрика" и №9 ОАО "Кондопога" путем измерения роста сухости бумажной массы по длине сеточного стола [97]. Как указывалось в разделе 1, в настоящее время на промышленных бумагоделательных машинах экспериментальное определение сухости бумажного полотна производится при помощи специальных приборов фирмы NDC с использованием радиоактивного или электромагнитного излучения.

Данные о рабочих параметрах обследованных по такой методике сеточных столов сведены в табл. 1 - 2. В табл. 3 приведены сведения, предоставленные сотрудниками предприятия ОАО "Светогорск" об обезвоживании на сеточном столе бумагоделательной машины №4, полученные по аналогичной методике. В табл. 4 приведены сведения, предоставленные сотрудниками предприятия ООО "Сухонский целлюлозно-бумажный комбинат" об обезвоживании на сеточном столе бумагоделательной машины №2, полученные методом сдувок.

На рис. 67 - 70 приведены технологические схемы участков формования сеточных столов, указанных в табл. 1-4 бумагоделательных машин, и экспериментальные значения сухости бумажной массы в местах проведения замеров (в табл. 1-4 приведены экспериментально полученные значения сухости на сеточных столах только в начале и в конце участков гидропланок).

Разработка методики расчета обезвоживания бумажной массы на гидропланках

Точность расчетов обезвоживания бумажной массы на сеточных столах бумагоделательных машин зависит от того, насколько близко совпадают используемые в расчетах фильтрационные характеристики бумажной массы (коэффициент фильтрации и концентрация осевшего слоя) с их динамическими значениями по длине сеточных столов.

Экспериментальное определение указанных величин (коэффициента фильтрации и концентрации осевшего слоя) на приборе ЛПИ по обычной методике [96] показывает, что коэффициент фильтрации уменьшается, а концентрация осевшего слоя увеличивается вследствие уплотнения осадка бумажной массы при повышении прикладываемого напора. На сеточном столе бумагоделательной машины фильтрационный напор по длине стола также, в основном, увеличивается, следовательно, можно полагать, что при этом фильтрационные характеристики обезвоживаемой на сеточном столе бумажной массы также являются функциями, зависящими от величины напора, то есть, что коэффициент фильтрации уменьшается по длине стола, а концентрация осевшего слоя растет. Поэтому в данной работе было проведено определение динамических значений фильтрационных характеристик на участках формования сеточных столов бумагоделательных машин с гидропланками, данные о которых были приведены в разделе 3 с учетом следующих предположений. Во - первых, размыв ранее осевшего слоя волокон бумажной массы на сетке предполагался либо имеющим место на всех обезвоживающих элементах, либо отсутствующим по всей длине зоны формования на этих элементах. Во - вторых, из - за различия в условиях создания и величинах вакуума на обезвоживающих элементах сеточного стола вся зона формования каждый раз была условно разделена на три участка: 1) участок действия низкого напора на формующем ящике, создаваемого слоем бумажной массы на сетке; 2) участок действия среднего вакуума на пакетах гидропланок; 3) участок действия высокого вакуума на вакуумфойлах и мокрых отсасывающих ящиках. В пределах каждого из указанных трех условных участков формования фильтрационные характеристики бумажной массы (коэффициент фильтрации и концентрация осевшего слоя) приняты постоянными. При определении динамических коэффициентов фильтрации значения концентраций осевшего слоя были взяты по данным с прибора ЛИИ для диапазонов напора соответствующих участков зоны формования.

Изменение коэффициентов фильтрации в зависимости от напора представлены на рис. 77 - 79 (рис. 77, б - 79, б являются фрагментами рис. 77, а - 79, а в увеличенном масштабе). Изменение концентрации осевшего слоя в зависимости от напора представлены на рис. 80 - 82. Результаты расчетов обезвоживания бумажной массы по длине участка формования, полученные при использовании предположения о полном наличии размыва и соответствующих этому динамических фильтрационных характеристиках, совместно с экспериментальными данными по росту сухости бумажной массы представлены на рис. 83 - 85.

Рис. 77. Изменение коэффициента фильтрации Кф в зависимости от приложенного напора Н для бумаги - основы для гофрирования (с воздухом, без воздуха - экспериментальные данные с прибора ШІИ; с размывом, без размыва - расчетные данные для сеточной части бумагоделательной машины №6 ООО "Окуловская бумажная фабрика", скорость сетки 270 м / мин)зависимости от приложенного напора Н для газетной бумаги (с воздухом, без воздуха -экспериментальные данные с прибора ЛПИ; с размывом, без размыва -расчетные данные для сеточной части бумагоделательной машины №9 ОАО "Кондопога", скорость сетки 754 м / мин)

Рис. 79. Изменение коэффициента фильтрации Кф в зависимости от приложенного напора Н для писче - печатной бумаги (с воздухом, без воздуха - экспериментальные данные с прибора ЛПИ; с размывом, без размыва - расчетные данные для сеточной части бумагоделательной машины №4 ОАО "Светогорск", скорость сетки 1097 м / мин)

Похожие диссертации на Моделирование обезвоживания бумажной массы на гидропланках для проектирования и совершенствования бумагоделательных машин