壓榨脫水機制

1、壓榨脫水機理組員：張洪彬 張?zhí)旄?劉增增 唐亮壓榨部的相關(guān)概念壓榨部的相關(guān)概念 壓區(qū)壓區(qū): :壓輥在自重和外力下所形成的接觸區(qū)域。壓輥在自重和外力下所形成的接觸區(qū)域。 壓區(qū)寬度壓區(qū)寬度（Nip width）：從濕紙和毛毯在進壓縫開：從濕紙和毛毯在進壓縫開 始接觸的地方算起，到出壓縫兩者分開時為止，兩個始接觸的地方算起，到出壓縫兩者分開時為止，兩個壓輥的水平距離。壓輥的水平距離。 壓區(qū)停留時間（壓區(qū)停留時間（Nip Residence time):壓區(qū)寬度壓區(qū)寬度/紙機速紙機速度度 壓力脈沖（壓力脈沖（Press Impulse）=壓區(qū)停留時間壓區(qū)停留時間壓區(qū)壓壓區(qū)壓力力 = 線壓力線壓力/紙機

2、速度紙機速度 壓區(qū)壓力：壓區(qū)線壓力壓區(qū)壓力：壓區(qū)線壓力/壓區(qū)寬度壓區(qū)寬度 壓區(qū)壓力壓區(qū)壓力=壓縮壓力（壓縮壓力（Compress Pressure)+ 流體壓力（流體壓力（Hydraulic Pressure）壓出的水脫水量與壓力和時間的關(guān)系脫水量與壓力和時間的關(guān)系Water out from the sheetLong timeShort timeLinear load紙頁脫水量長時間短時間線壓力橫向脫水機理橫向脫水機理 濕紙幅通過普通平輥進行壓榨。 特點； 水逆著毛毯運行方向穿過毛毯水逆著毛毯運行方向穿過毛毯橫向流動橫向流動 水流速度低，脫水行程長水流速度低，脫水行程長 流動阻力大，流動速

3、度梯度小流動阻力大，流動速度梯度小 若濕紙幅的強度不足以抵抗流動壓力，若濕紙幅的強度不足以抵抗流動壓力， 易造成壓花現(xiàn)象易造成壓花現(xiàn)象垂直脫水機理 襯網(wǎng)壓榨襯網(wǎng)壓榨，真空壓榨，盲孔壓，真空壓榨，盲孔壓榨，溝紋壓榨，套網(wǎng)壓榨榨，溝紋壓榨，套網(wǎng)壓榨。 壓區(qū)內(nèi)，毛毯壓區(qū)內(nèi)，毛毯正下方正下方提供各種提供各種形式的形式的容水空隙容水空隙，如孔眼、溝，如孔眼、溝槽或網(wǎng)孔。槽或網(wǎng)孔。20世紀(jì)60年代由P.B.Wahistrom等人提出垂直脫水機理，認(rèn)為在垂直脫水壓區(qū)分為四個分區(qū)。第一區(qū)：壓榨力僅用于壓縮第一區(qū)：壓榨力僅用于壓縮濕紙和毛毯的纖維結(jié)構(gòu)，壓出來濕紙和毛毯的纖維結(jié)構(gòu)，壓出來的主要是空氣，沒有流體壓力

4、，的主要是空氣，沒有流體壓力，水僅在毛細(xì)管作用下流動。水僅在毛細(xì)管作用下流動。第二區(qū)：濕紙含水量達到飽和，第二區(qū)：濕紙含水量達到飽和，流體的壓力導(dǎo)致水進入毛毯，流體的壓力導(dǎo)致水進入毛毯，當(dāng)毛毯的含水量也飽和時，水當(dāng)毛毯的含水量也飽和時，水從毛毯中排出，總的壓力也達到從毛毯中排出，總的壓力也達到最大值。最大值。第三區(qū)：壓輥縫口擴張，濕紙中第三區(qū)：壓輥縫口擴張，濕紙中流體壓力為零時，濕紙干度達到流體壓力為零時，濕紙干度達到最高點。最高點。第四區(qū)：濕紙和毛毯開始膨脹，第四區(qū)：濕紙和毛毯開始膨脹，濕紙水分變得不飽和，流體壓力濕紙水分變得不飽和，流體壓力出現(xiàn)負(fù)值，濕紙膨脹形成的真空出現(xiàn)負(fù)值，濕紙膨脹形成

5、的真空比毛毯大，空氣和水進入毛毯，比毛毯大，空氣和水進入毛毯，毛毯中的水進入濕紙。毛毯中的水進入濕紙。 溝紋壓榨中： 1，毛毯通過輥溝與大氣相連，使界面上的流體壓力降至大氣壓力，有利于濕紙幅中的水流經(jīng)毛毯由輥溝排除。 2，水在壓區(qū)垂直方向有一個壓力梯度，它比普通壓榨大的多，易于脫水。 真空壓榨： 眼孔位置近似溝紋壓榨，眼孔之間的間隙接近于普通壓榨。壓控壓榨和流控壓榨 壓控壓榨壓控壓榨（Pressure-controlled pressing） 脫水作用主要由壓榨壓力大小決定脫水作用主要由壓榨壓力大小決定。 流控壓榨流控壓榨（Flower-controlled pressing） 脫水作用主要取

6、決于脫水作用主要取決于流體流動阻力流體流動阻力。 （Flow resistance）壓控壓榨和流控壓榨的比較壓控壓榨和流控壓榨的比較壓控壓榨低定量低定量低脫水阻力低脫水阻力流控壓榨高定量高定量高含水量高含水量高脫水阻力高脫水阻力特征特征薄頁紙薄頁紙印刷紙印刷紙新聞紙新聞紙面巾紙面巾紙掛面紙板掛面紙板多層紙板多層紙板紙種紙種影響因素影響因素漿料的保水漿料的保水值，打漿度值，打漿度可壓縮性可壓縮性紙的孔隙紙的孔隙經(jīng)過壓區(qū)的經(jīng)過壓區(qū)的時間時間流控壓榨使用雙毯壓榨有利于紙幅的兩面脫水，減少漿料的流動路徑和阻力。 使壓榨向壓控壓榨作用方向轉(zhuǎn)移。脫水效率：壓控壓榨流控壓榨水在毛毯中的流動 毛毯的透水性比濕

7、紙約大毛毯的透水性比濕紙約大100100倍。垂直脫水縮短了水的流動距離，倍。垂直脫水縮短了水的流動距離，因此水流穿過毛毯的流動阻力要比透過濕紙小得多。因此水流穿過毛毯的流動阻力要比透過濕紙小得多。 脫水阻力和水流動通過的距離與脫水效果密切相關(guān)。脫水阻力和水流動通過的距離與脫水效果密切相關(guān)。 平輥壓榨，毛毯的透水性是影響壓榨效果的重要因素。濕壓毛毯的水分平輥壓榨，毛毯的透水性是影響壓榨效果的重要因素。濕壓毛毯的水分含量高則流動阻力大，因此毛毯必須保持較低的水分含量。毛毯應(yīng)使用含量高則流動阻力大，因此毛毯必須保持較低的水分含量。毛毯應(yīng)使用組織結(jié)實，透水性小的毛毯。組織結(jié)實，透水性小的毛毯。 垂直脫

8、水壓榨的低速紙機中，毛毯水分對濕紙的干度沒有大的影響。高垂直脫水壓榨的低速紙機中，毛毯水分對濕紙的干度沒有大的影響。高速紙機使用組織結(jié)實、透水性較差的毛毯，同時要求出壓區(qū)濕紙有較大速紙機使用組織結(jié)實、透水性較差的毛毯，同時要求出壓區(qū)濕紙有較大的干度時，毛毯本身含水量則十分重要。的干度時，毛毯本身含水量則十分重要。 水在濕紙中的流動 Vm=( w0 - wi)qv/b Q=Vmt=( w0 - wi)qv t/b 式中， Q-脫水量（g/m2） Vw濕紙幅壓出的水流平均速度（g/（m2min） w0、wi進出壓區(qū)的濕紙含水率 q定量(g/m2) v紙機車速(m/min) b壓區(qū)寬度(m) t-加

9、壓時間（min） 按按 Darcy定律，壓差與透過速度定律，壓差與透過速度 S成正比。當(dāng)進壓區(qū)濕紙含水率一定，即脫水速率成正比。當(dāng)進壓區(qū)濕紙含水率一定，即脫水速率一定時，為了保證將濕紙壓至一定的干度，壓榨線壓與加壓時間的乘積應(yīng)為一常數(shù)。一定時，為了保證將濕紙壓至一定的干度，壓榨線壓與加壓時間的乘積應(yīng)為一常數(shù)。 Darcy定律 反映水在巖土孔隙中滲流規(guī)律的實驗定律反映水在巖土孔隙中滲流規(guī)律的實驗定律。 Q = 通過纖維網(wǎng)的流動體積通過纖維網(wǎng)的流動體積 m/s A = 纖維網(wǎng)的橫截面積纖維網(wǎng)的橫截面積 m u = 通過纖維網(wǎng)絡(luò)的水流速度通過纖維網(wǎng)絡(luò)的水流速度m/s K = 纖維網(wǎng)絡(luò)的可及度纖維網(wǎng)絡(luò)

10、的可及度 m l = 纖維網(wǎng)絡(luò)的厚度纖維網(wǎng)絡(luò)的厚度 m = 水的粘度水的粘度Pa s p = 靜壓力靜壓力 Pat plK AQ壓區(qū)壓力及其分布對脫水的影響 W=2b=2（h 2Re）1/2 式中：W-壓區(qū)寬度，cm b1/2壓區(qū)寬度(cm) h可壓縮性。 Re=（R1R2）/（R1+R2） 式中： R1、R2分別為上、下壓輥的半徑（cm） 壓區(qū)寬度和壓輥半徑及可壓縮性之間的關(guān)系n 壓區(qū)寬度壓區(qū)寬度n 增加壓輥半徑可以提高壓區(qū)寬度。增加壓輥半徑可以提高壓區(qū)寬度。n 彈性較好的壓榨毛毯和壓輥膠層可以提供較大的壓縮彈性較好的壓榨毛毯和壓輥膠層可以提供較大的壓縮性。性。壓榨過程流體剪切力對濕紙頁局部

11、變形和破壞的影響 壓花現(xiàn)象壓花現(xiàn)象 ：壓榨時壓力過大，紙會被壓潰：壓榨時壓力過大，紙會被壓潰 。 濕紙受壓時水會產(chǎn)生橫向流動，其結(jié)果是產(chǎn)生流體剪切力。濕紙受壓時水會產(chǎn)生橫向流動，其結(jié)果是產(chǎn)生流體剪切力。 流體剪切力對濕紙纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用所造成的直接后流體剪切力對濕紙纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用所造成的直接后果。果。 紙和毛毯中的綜合流體壓力所形成的壓力梯度是造成濕紙紙和毛毯中的綜合流體壓力所形成的壓力梯度是造成濕紙壓花的真正原因。壓花的真正原因。 避免壓花避免壓花 壓榨時應(yīng)緩慢增加壓榨壓力，防止脫水太快流體剪切力把濕紙纖維組織壓榨時應(yīng)緩慢增加壓榨壓力，防止脫水太快流體剪切力把濕紙纖維組織破壞。如厚紙板，紙頁中產(chǎn)生較大的流體剪切力，易壓花，應(yīng)逐步提高破壞。如厚紙板，紙頁中產(chǎn)生較大的流體