[發(fā)明專利]流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910152942.0
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN101666702A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樂勤;杜紅霞;劉錦濤;焦磊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造紙機(jī)，尤其涉及一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

流漿箱是造紙機(jī)的關(guān)鍵部件，是連結(jié)“流送”與“成型”兩部分的樞紐。為使紙張橫幅方向的定量分布均勻，勻度好，要求流漿箱內(nèi)漿料均勻、穩(wěn)定地分布，漿料中纖維不能絮聚。階梯擴(kuò)散器作為一種高效的布漿整流元件，對流漿箱內(nèi)復(fù)雜流場的漿料流動(dòng)狀況起著至關(guān)重要的影響，因此，對階梯擴(kuò)散器的布漿整流性能進(jìn)行研究是一直以來的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

目前，國內(nèi)外針對用于階梯擴(kuò)散器布漿整流性能的研究主要是通過計(jì)算流體力學(xué)(Computational?Fluid?Dynamics，簡稱CFD)數(shù)值仿真，對內(nèi)流場流速、壓強(qiáng)、纖維分布以及微湍流效應(yīng)進(jìn)行研究。但數(shù)值仿真結(jié)論還不能直接用于階梯擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，還應(yīng)通過試驗(yàn)的檢驗(yàn)。本發(fā)明采用透明有機(jī)玻璃制造階梯擴(kuò)散器，并搭建一套性能測試試驗(yàn)裝置，采用粒子圖像測速技術(shù)(ParticleImage?Velocimetry，簡稱PIV)對透明階梯擴(kuò)散器進(jìn)行二維流場測試，可以得到內(nèi)流場流速分布，階梯擴(kuò)散器的壓力降以及階擴(kuò)處空化的變化情況。階梯擴(kuò)散器內(nèi)流場非常復(fù)雜，處于高度湍流狀態(tài)，PIV技術(shù)對流場無干擾，可以獲得流動(dòng)的瞬時(shí)速度場，進(jìn)行全場定量測量，是測量復(fù)雜流場的一種最先進(jìn)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置。

流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置包括儲(chǔ)水箱、第一球閥、第一可曲撓單球體橡膠接頭、變徑法蘭、離心泵、電磁流量計(jì)、第二球閥、變徑接頭、穩(wěn)流箱、第一壓力表、透明階梯擴(kuò)散器、透明水槽、第二壓力表、第二可曲撓單球體橡膠接頭、PIV測試系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱與第一球閥、第一可曲撓單球體橡膠接頭、離心泵、變徑法蘭、電磁流量計(jì)、第二球閥、變徑接頭、穩(wěn)流箱、第一壓力表、透明階梯擴(kuò)散器、第二壓力表、第二可曲撓單球體橡膠接頭依次連接，透明階梯擴(kuò)散器、第二壓力表、第二可曲撓單球體橡膠接頭設(shè)于透明水槽內(nèi)，第二可曲撓單球體橡膠接頭與儲(chǔ)水箱連接，在透明階梯擴(kuò)散器的對應(yīng)處設(shè)有PIV測試系統(tǒng)。

所述的透明階梯擴(kuò)散器分為入口段、中間段和出口段，入口段管徑為：8～20mm，入口段管長為入口段管徑的4～5倍；中間段管徑比入口段管徑大4～6mm，中間段管長為中間段管徑的4～5倍；出口段管徑比中間段管徑大4～6mm，出口段管長為出口段管徑的4～5倍。所述的透明階梯擴(kuò)散器的入口段流速為6～25m/s。所述的穩(wěn)流箱的斜對角設(shè)有開孔隔板，隔板開孔直徑為5～10mm，開孔率30％～80％。所述的穩(wěn)流箱的容積為每分鐘最大體積流量的0.5～2倍。

本發(fā)明采用PIV技術(shù)對其中的透明階梯擴(kuò)散器進(jìn)行流場測試，得到流動(dòng)的速度分布及階擴(kuò)處的空化情況等，進(jìn)行階梯擴(kuò)散器布漿整流性能的判斷和預(yù)測，解決現(xiàn)在階梯擴(kuò)散器設(shè)計(jì)和改進(jìn)缺乏理論依據(jù)的問題，彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的不足。

附圖說明

圖1是流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的透明階梯擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的水槽結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的穩(wěn)流箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：儲(chǔ)水箱1、第一球閥2、第一可曲撓單球體橡膠接頭3、變徑法蘭4、離心泵5、電磁流量計(jì)6、第二球閥7、變徑接頭8、穩(wěn)流箱9、第一壓力表10、透明階梯擴(kuò)散器11、透明水槽12、第二壓力表13、第二可曲撓單球體橡膠接頭14、PIV測試系統(tǒng)15。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測試試驗(yàn)裝置包括儲(chǔ)水箱1、第一球閥2、第一可曲撓單球體橡膠接頭3、變徑法蘭4、離心泵5、電磁流量計(jì)6、第二球閥7、變徑接頭8、穩(wěn)流箱9、第一壓力表10、透明階梯擴(kuò)散器11、透明水槽12、第二壓力表13、第二可曲撓單球體橡膠接頭14、PIV測試系統(tǒng)15，儲(chǔ)水箱1與第一球閥2、第一可曲撓單球體橡膠接頭3、離心泵5、變徑法蘭4、電磁流量計(jì)6、第二球閥7、變徑接頭8、穩(wěn)流箱9、第一壓力表10、透明階梯擴(kuò)散器11、第二壓力表13、第二可曲撓單球體橡膠接頭14依次連接，透明階梯擴(kuò)散器11、第二壓力表13、第二可曲撓單球體橡膠接頭14設(shè)于透明水槽12內(nèi)，第二可曲撓單球體橡膠接頭14與儲(chǔ)水箱1連接，在透明階梯擴(kuò)散器11的對應(yīng)處設(shè)有PIV測試系統(tǒng)15。