專(zhuān)利名稱(chēng)：流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置的制作方法
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(cè)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(duì)流漿箱內(nèi) 復(fù)雜流場(chǎng)的漿料流動(dòng)狀況起著至關(guān)重要的影響，因此，對(duì)階梯擴(kuò)散器的布漿整 流性能進(jìn)行研究是一直以來(lái)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)用于階梯擴(kuò)散器布漿整流性能的研究主要是通過(guò)計(jì)算流
體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,簡(jiǎn)稱(chēng)CFD)數(shù)值仿真，對(duì)內(nèi)流場(chǎng)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(guò)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(cè)試試驗(yàn)裝置，采用粒子圖像測(cè)速技術(shù)(Particle Image Velocimetry，簡(jiǎn)稱(chēng)PIV)對(duì)透明階梯擴(kuò)散器進(jìn)行二維流場(chǎng)測(cè)試，可以得到 內(nèi)流場(chǎng)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(chǎng)非常復(fù)雜，處于高度湍流狀態(tài)，PIV技術(shù)對(duì)流場(chǎng)無(wú)干擾，可以獲得流動(dòng) 的瞬時(shí)速度場(chǎng)，進(jìn)行全場(chǎng)定量測(cè)量，是測(cè)量復(fù)雜流場(chǎng)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(cè) 試試驗(yàn)裝置。
流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)處設(shè)有PIV測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)為中間段管徑的4 5倍；出口段管徑比中間段管徑大4 6 mm，出口段管長(zhǎng)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 25 m/s。所述的穩(wěn)流箱的斜對(duì)角設(shè)有開(kāi)孔隔板，隔板開(kāi)孔直徑為5 10 mm，開(kāi)孔率30% 80 %。戶(hù)萬(wàn)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(duì)其中的透明階梯擴(kuò)散器進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)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(cè)，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(wèn)題，彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的不足。


圖1是流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)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)示意圖中儲(chǔ)水箱l、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IO、透明階梯擴(kuò)散器ll、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(cè)試系統(tǒng)15。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)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IO、透明階梯擴(kuò)散器ll、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(cè)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IO、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(duì)應(yīng)處設(shè)有PIV測(cè)試系統(tǒng)15。
如圖2所示，所述的透明階梯擴(kuò)散器ll由有機(jī)玻璃管粘結(jié)制成，各管段之間以及圓管與法蘭的連接方式釆用粘接，選用無(wú)揮發(fā)性或者少揮發(fā)性的膠水，避免結(jié)合面產(chǎn)生氣泡；有機(jī)玻璃管內(nèi)徑粗糙度為Ra 0.8，需承受0.35 MPa壓力。所述的透明階梯擴(kuò)散器11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(zhǎng)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(zhǎng)為中間段管徑的4 5倍；出口段管徑比中間段管徑大4 6 mm，出口段管長(zhǎng)為出口段管徑的4 5倍。所述的透明階梯擴(kuò)散器11的入口段流速為6 25 m/s。
如圖3所示，透明水槽12由有機(jī)玻璃管、有機(jī)玻璃板粘結(jié)制成，選用無(wú)揮發(fā)性或者少揮發(fā)性的膠水，避免結(jié)合面產(chǎn)生氣泡。
如圖4所示，穩(wěn)流箱9的斜對(duì)角設(shè)有開(kāi)孔隔板，隔板開(kāi)孔直徑為5 10 mm，開(kāi)孔率30% 80 %。所述的穩(wěn)流箱9的容積為每分鐘最大體積流量的0.5 2倍。為穩(wěn)流箱結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明用于流漿箱內(nèi)階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試的試驗(yàn)裝置，整體結(jié)構(gòu)為循環(huán)水路，通過(guò)離心泵5將儲(chǔ)水箱1中的漿料泵入管路中，再經(jīng)球閥7調(diào)節(jié)流量后進(jìn)入穩(wěn)流箱9，消除氣泡后穩(wěn)定的漿料流經(jīng)階梯擴(kuò)散器11進(jìn)行整流，最后返回儲(chǔ)水箱l;設(shè)置的第一可曲撓單球體橡膠接頭3起到平衡管路安裝誤差的作用，第二可曲撓單球體橡膠接頭14起到平衡部件加工誤差的作用；電磁流量計(jì)6測(cè)試系統(tǒng)流量；第一壓力表10測(cè)試流入階梯擴(kuò)散器前漿料的壓力，第二壓力表13測(cè)試流出階梯擴(kuò)散器后漿料的壓力；同樣由有機(jī)玻璃制作的透明水槽12內(nèi)充滿(mǎn)水，進(jìn)行階梯擴(kuò)散器的折射率匹配，使用PIV測(cè)試系統(tǒng)15進(jìn)行透明階梯擴(kuò)散器管段的性能測(cè)試；在水路中均勻散播跟隨性、反光性良好且比重與流體相當(dāng)?shù)氖聚櫫Ｗ樱?一對(duì)激光脈沖以很短的時(shí)間間隔照亮階梯擴(kuò)散器軸截面流場(chǎng)，示蹤例子散射片狀激光，逐漸開(kāi)大閥門(mén)，等電磁流量計(jì)讀數(shù)依次達(dá)到不同的流量，用CCD相機(jī)對(duì)流動(dòng)狀況進(jìn)行記錄，同時(shí)記錄兩個(gè)壓力表的讀數(shù)；使用Davis軟件對(duì)PIV底片進(jìn)行后處理，得到二維流場(chǎng)速度分布。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于包括儲(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(cè)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(duì)應(yīng)處設(shè)有PIV測(cè)試系統(tǒng)(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特 征在于所述的透明階梯擴(kuò)散器(11)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)為出口段管徑的4 5倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其 特征在于所述的透明階梯擴(kuò)散器(11)的入口段流速為6 25m/s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特 征在于所述的穩(wěn)流箱(9)的斜對(duì)角設(shè)有開(kāi)孔隔板，隔板開(kāi)孔直徑為5 10mm， 開(kāi)孔率30% 80 %。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其 特征在于所述的穩(wěn)流箱(9)的容積為每分鐘最大體積流量的0.5 2倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種流漿箱階梯擴(kuò)散器性能測(cè)試試驗(yàn)裝置。它包括儲(chǔ)水箱、離心泵、電磁流量計(jì)、穩(wěn)流箱、透明階梯擴(kuò)散器、透明水槽、PIV測(cè)試系統(tǒng)等，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(duì)應(yīng)處設(shè)有PIV測(cè)試系統(tǒng)，得到其軸截面流動(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(cè)。
文檔編號(hào)G01M10/00GK101666702SQ20091015294
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者劉錦濤, 杜紅霞, 磊 焦, 王樂(lè)勤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)