压榨脱水机理

压榨脱水机理,压榨部的相关概念,压区:压辊在自重和外力下所形成的接触区域。 压区宽度（Nip width）：从湿纸和毛毯在进压缝开始接触的地方算起，到出压缝两者分开时为止，两个压辊的水平距离。,压榨部的相关概念,压区压力：压区线压力/压区宽度压区压力=压缩压力（Compress Pressure)+ 流体压力（Hydraulic Pressure） 纤维层压缩,压榨部的相关概念,压区停留时间（Nip Residence time):压区宽度/纸机速度 压力脉冲（Press Impulse）=压区停留时间压区压力=线压力/纸机速度,脱水量与压力和时间的关系,Water out from the sheet,Long timeShort time,Linear load,纸页脱水量,长时间短时间,线压力,How the water is pressed out from the sheet,压控压榨和流控压榨,压控压榨（Pressure-controlled pressing） 脱水作用主要由压榨压力大小决定。 流控压榨（Flower-controlled pressing） 脱水作用主要取决于流体流动阻力。 （Flow resistance）,压控压榨和流控压榨的比较,压区中的水和气流Water and airflow in the press nip,压榨脱水机理,横向脱水机理（反向水平脱水压榨） 普通平辊压榨 水横向流动 脱水行程长 流动阻力大,毛毯在压区压缩后的厚度约1.5mm，反向水流的排水距离为压区宽度的一半，约30mm。,垂直脱水机理,衬网压榨，真空压榨，盲孔压榨，沟纹压榨。 压区内，毛毯正下方提供各种形式的容水空隙，如孔眼、沟槽或网孔。 Wahlstrm，Nilsson and Larsson将垂直脱水分为四个区。,第一区：压榨力仅用于压缩湿纸和毛毯的纤维结构，压出来的主要是空气，没有流体压力，水仅在毛细管作用下流动。第二区：湿纸含水量达到饱和，流体的压力导致水进入毛毯，当毛毯的含水量也饱和时，水从毛毯中排出，总的压力也达到最大值。第三区：压辊缝口扩张，湿纸中流体压力为零时，湿纸干度达到最高点。第四区：湿纸和毛毯开始膨胀，湿纸水分变得不饱和，流体压力出现负值，湿纸膨胀形成的真空比毛毯大，空气和水进入毛毯，毛毯中的水进入湿纸。,nip_anim.gif,压榨脱水时湿纸的可压缩性及干度、紧度变化,在一定的压力条件下，湿纸的可压缩性取决于湿纸的干度极限。 C-C0=MPn式中： M、 n分别为压缩系数和压力指数 C0、C分别为压榨前后湿纸幅的干度 P压榨压力(CGS单位),图2-5-92针叶材硫酸盐浆的静态压缩曲线 图2-5-93 磨木浆的静态压缩曲线,当压力大于10kPa时，湿纸的可压缩性降低。,湿纸的塑形变形,在压榨过程，纤维发生错动、弯曲等形态变化，湿纸则对外显示弹性和塑性变形。 湿纸的塑性变形与压力作用时间、湿纸的原始状态密切相关。 定量减小、纸的紧度提高使湿纸的弹性恢复能力提高。,压榨脱水时水分的流动转移,水在毛毯中的流动,毛毯的透水性比湿纸约大100倍。垂直脱水缩短了水的流动距离，因此水流穿过毛毯的流动阻力要比透过湿纸小得多。 脱水阻力和水流动通过的距离与脱水效果密切相关。 平辊压榨，毛毯的透水性是影响压榨效果的重要因素。湿压毛毯的水分含量高则流动阻力大，因此毛毯必须保持较低的水分含量。 垂直脱水压榨的低速纸机中，毛毯水分对湿纸的干度没有大的影响。高速纸机使用组织结实、透水性较差的毛毯，同时要求出压区湿纸有较大的干度时，毛毯本身含水量则十分重要。,水在湿纸中的流动,S=( u0 - ui)wv/b Q=St=( u0 - ui)wv t/b 式中， u0、ui进出压区的湿纸含水率 W定量(g/m2) v纸机车速(m/min) b压区宽度(m)按 Darcy定律，压差与透过速度 S成正比。当进压区湿纸含水率一定，即脱水速率一定时，为了保证将湿纸压至一定的干度，压榨线压与加压时间的乘积应为一常数。,Darcy定律,反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。 Q = 通过纤维网的流动体积 m/sA = 纤维网的横截面积 mu = 通过纤维网络的水流速度m/sK = 纤维网络的可及度 m l = 纤维网络的厚度 m = 水的粘度Pa sp = 静压力 Pa,压区压力及其分布对脱水的影响,W=2b=2（h 2Re）1/2 式中： b1/2压区宽度(cm) h可压缩性。 Re=（R1R2）/（R1+R2） R1、R2分别为上、下压辊的半径（cm）,压区宽度和压辊半径及可压缩性之间的关系,压区宽度 增加压辊半径可以提高压区宽度。 弹性较好的压榨毛毯和压辊胶层可以提供较大的压缩性。,压榨过程流体剪切力对湿纸页局部变形和破坏的影响,压花现象 ：压榨时压力过大，纸会被压溃 。 湿纸受压时水会产生横向流动，其结果是产生流体剪切力。 流体剪切力对湿纸纤维结构产生破坏作用所造成的直接后果。 纸和毛毯中的综合流体压力所形成的压力梯度是造成湿纸压花的真正原因。,避免压花 压榨