[發明專利]一種中濃紙漿輸送系統立罐的設計方法

無效

• 申請號: 201210141023.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102910384A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 李紅;付志遠;王道紅;莊海飛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B65D88/02
• 分類號: B65D88/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種儲罐的設計方法，特別適用于中濃紙漿輸送系統立罐的設計方法。

背景技術

中濃輸送技術是指制漿造紙過程中，特別是輸送過程中，紙漿直接以質量濃度為7％-15％輸送的技術。相比于常用的低濃度紙漿輸送，極大地減少了制漿過程中的用水量和造紙廢水排放量，大大地減少了對環境的污染。

在中濃紙漿輸送系統中，立罐為紙漿泵提供一定的液位(即倒灌高度)，使漿料連續不斷地流經紙漿泵，保證漿泵的安全運行。因此，立罐是實現中濃輸送技術的關鍵設備之一。

當紙漿質量濃度C≥7％時，自身已失去流動性，且紙漿懸浮液內含有大量氣體，紙漿中的纖維相互交織形成緊密穩定的纖維網格，當濃度很高時，紙漿纖維可以看作是一個網絡整體，中濃紙漿充滿立罐并呈現塞流的流動狀態，此時水及紙漿中的氣體在纖維網絡中的空隙之間流動，而纖維網絡主體則像塞子一樣整體沿立罐壁面向下滑移，并通過中濃紙漿泵的高剪切力作用完成流體化的輸送。

中國專利CN201539415U和CN101734600A公開了一種中濃漿泵系統裝置，包括中濃立管、湍流發生器、離心式中濃漿泵、三相分離器、真空泵及其連接管路。其中中濃立管的主體部分為圓柱形，底部部分為由用一平面沿所述圓柱底面的中心點且與圓柱底面成45度角的方向對圓柱進行切除后剩余的與圓柱形連接在一起的部分，切除后圓柱的底部缺口由圓錐的一部分圍成，圓錐的錐頂位于所述中心點處，圓錐底面與圓柱底面平行，且圓錐底面的直徑與圓柱底面的直徑大小一致，滿足圓柱的直徑小于900mm，高度大于3000mm。此專利只是給出了中濃漿泵前輸送裝置的形狀和尺寸范圍，對于結構尺寸的確定并無具體的設計方法。

經檢索，目前還沒有中濃紙漿輸送系統立罐的設計方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種中濃紙漿輸送系統立罐的設計方法。該立罐將為紙漿泵提供一定的運行液位(即倒灌高度)，保證漿泵的安全運行。

本發明的目的通過下述技術方案實現：設計立罐采用圓筒形結構，其主要結構尺寸包括內徑、罐體高度和壁厚。其中內徑采用平均流速初算，然后用中濃紙漿沿程阻力損失對平均流速進行校核；罐體高度由最大儲液高度(占罐體高度的85％)和罐體上沿安全余量高度組成，其中最大儲液高度采用氣-液兩相流動量方程和能量方程的聯立進行求解；立罐壁厚采用石油化工立式圓筒形鋼制儲罐設計規范進行計算。

所述內徑D采用公式(1)初算，對于平均流速u依據中濃紙漿懸浮液處于塞流流動狀態的常用流速范圍進行選取(大約在0.2～0.5m/s)，其中流量Q為已知。

D=4Quπ,m---(1)]]>

對于質量濃度小于18％的紙漿，其沿程阻力損失可用公式(2)計算：

Δh＝1.64×10^-2u^0.15c^2.5D^-1????????????????????????(2)

式中，Δh為每100m管長的沿程阻力損失，m/100m管長；u為流速，m/s；c為紙漿濃度，％；D為管徑，m。

平均流速u通過中濃紙漿沿程阻力損失校核，以確認選用內徑為可行。中濃紙漿沿程阻力損失依據“1m管道對應1m壓力損失”的原則進行校核，如果沿程阻力損失不滿足要求，應重新計算。

所述的罐體高度H包括最大儲液高度h(占罐體高度的85％)和罐體上沿安全余量高度，其中最熊儲液高度采用氣-液兩相流動量方程和能量方程聯立求解。

動量方程以壓降的形式表示，總壓降為：

ΔP＝ΔP_g+ΔP_a+ΔP_f(3)

其中，重力壓降

加速壓降

式中：