中浓度纸浆流态化特征

为了研究中浓度纸浆在不同剪切力下的流动特征,找到中浓度纸浆在流态化过程中的变化规律,实现中浓度纸浆悬浮液的流态化,从而达到泵送中浓度纸浆的目的,通过对纸浆剪切受力进行分析,并试验测量中浓度纸浆的密度及剪切应力和剪切旋转速度.建立了纸浆剪切应力和旋转剪切速度数学模型,根据其数学模型与试验结果分析,发现了不同浓度(质量分数)下纸浆的流态化特性,得到了中浓度纸浆的表观屈服应力和使其流态化所需的临界剪切应力,并建立其与纸浆浓度的数学模型.结果表明:功率数随着纸浆浓度的增加而增加,随着转速的增加逐渐减小,最终趋向于一个较小的稳定值,此时中浓度纸浆处于流态化状态.     

纸浆卡伯值的在线测量数学模型

从Kubelka-Munk基本方程和纸浆中残留木素的光谱特性出发推导出纸浆漫反射理论模型,进而根据纸浆残余木素与纸浆卡伯值的本质关系推导出在线实时测量纸浆卡伯值的理论模型.根据纸浆中残留木素的光谱吸收特性,选择F390,F560和F840为自变量,建立了"三波长"纸浆卡伯值光谱测量简化模型.该模型结构简单,物理意义清晰,能够揭示模型自变量与卡伯值之间的线性关系.由于从机理模型变为简化模型经过了多次线性近似和简化,造成了纸浆卡伯值与反射光谱间的非线性信息缺失.为此,结合纸浆卡伯值光谱测量简化模型和自适应神经模糊推理系统(ANFIS),建立了纸浆卡伯值在线光谱测量的融合模型,经过样本训练后,融合模型预测结果稳定,精度高.     

中浓度纸浆流变特性的数值模拟

为了研究中浓度纸浆受到剪切力后的流动特征,找到中浓度纸浆在流变过程中的变化规律,对中浓度纸浆在剪切室内剪切流动进行了数值模拟.考虑气体和纤维对纸浆纤维悬浮液的流变特性的影响,将其定义为具有屈服应力和剪切稀化特性的赫巴流体,建立了数值模拟方法.分析了纸浆在不同剪切力作用下的屈服过程,以及屈服应力、表观黏度和剪切稀化指数等物性参数,不同剪切室外径等条件时的流变特性.结果表明:在剪切室内,随着转速的增加,纸浆黏度减小,屈服区域增大,随着剪切室外径增大,纸浆黏度增大,运动区域减小;同转速时,随着屈服应力增大,纸浆黏度增大;随着表观黏度增大,纸浆黏度增大,运动区域减小;随着剪切稀化指数增大,纸浆黏度减小,运动区域增大.     

中浓纸浆在反应器内的流动特性研究

中浓纸浆是一种非常特殊的介质,中浓纸浆在升流式反应器中的运动特性关系到反应器的反应效率和反应质量.为探求中浓纸浆在升流式反应器内的流动规律,作者利用自行研制的中浓纸浆漂白试验系统采用示踪法进行了研究.结果证明:中浓纸浆在升流塔内流动时的运动和塔器的截面形状,流动速度相关.对其中气体的运移也进行了一定深度的研究.     

耐热木聚糖酶助漂针叶木硫酸盐浆的研究

探讨了嗜热真菌耐热木聚糖酶助漂针叶木硫酸盐浆的应用前景.着重研究了应用耐热木聚糖酶进行生物助漂的酶用量、酶处理的pH值以及漂白用氯量等影响因素.结果表明,在不影响纸浆的各项性能的情况下,经酶处理的纸浆白度相比对照增加1.06%~5.11%ISO.同时,酶处理纸浆漂白时可减少漂白用氯量.另外,在偏碱性条件下进行酶处理对纸浆漂白效果的影响较为显著.纸浆纤维的扫描电镜结果显示,酶未对纤维造成损伤,而是改善了纸浆纤维的可漂性.该耐热木聚糖酶非常适宜应用于酶助漂.     

纸浆浓度噪声的马尔科夫性判断

马尔科夫性是噪声信号的重要性质,针对于纸浆浓度噪声转移概率分布密度和转移概率分布函数未知,而无法直接判断其马尔科夫性的问题.使用尤利-沃克方程建立纸浆浓度噪声AR模型,并将AR模型转化为白噪声驱动的N维状态方程,以判断纸浆浓度噪声的马尔科夫性.该方法判断出纸浆浓度噪声过程是马尔科夫过程,纸浆浓度噪声具有马尔科夫性.     

纸浆纤维悬浮液的流动和模拟

纸浆纤维悬浮液流动力学可用于描述现代造纸机的流送和成形过程,为造纸过程及装备的优化设计提供理论依据.文中概述了纸浆悬浮液的特点及其模型和模拟方法,阐释了相关测量技巧,提出了将新的流场测量技巧与先进的软件相结合来研究特殊的多相流-纸浆纤维悬浮液的流动力学,重点介绍了笔者所在团队近期对纸浆悬浮液在多种模型中的流动与模拟研究以及PIV测量技术.最后阐释了这些理论研究成果在自行研制的国产高速造纸机的流浆箱和成形装置结构优化设计方面的应用.     

剪切条件下中浓纸浆的流动特性和能量耗散

对中浓纸浆悬浮液在剪切室内的流动特性和能量耗散进行了研究.结果表明中浓纸浆悬浮液在高剪切应力下可以达到流体化状态,此时其流动特性与水类似;根据中浓纸浆在流体化过程中的温度变化可以计算其能量耗散值;由于中浓纸浆中纤维之间存在着较大的摩擦力,因此耗散的能量与输入能量的比值很高,这对于中浓纸浆的泵送是很不利的;当中浓纸浆质量分数为13.2%时,其在流体化状态下的能量耗散值为498.96 kW/m3,表观粘度为7.94 Pa·s,所耗散的能量占输入能量的45.62%,且随着纸浆质量分数的升高而增大.     

过渡金属离子对废纸浆H_2O_2漂白的影响

研究了过渡金属离子对废纸浆H2O2漂白的影响.研究结果表明,经较强的螯合处理之后重新加Cu2 ,Fe2 和Mn2 ,漂后纸浆的白度降低,残余H2O2减少,漂白效率降低.     

纤维素接枝丙烯酸制备高吸水树脂及树脂保水性能的研究

采用再生纸浆纤维素为分子骨架,接枝丙烯酸及其钠盐制备高吸水树脂.研究了再生纸浆种类及纸浆含量对产物吸水性能的影响,在确定了再生纸浆用量为22%的基础上,对引发时间、中和度、反应时间等工艺条件进行了研究优化.在以K2S2O8为引发剂,丙烯酸中和度为70%,引发30 min,反应16 h,制备出吸水率达1050 g/g,60℃时水凝胶的水份散失通量为纯水的55%的高吸水树脂.本文还对高吸水树脂的保水性能进行了较为深入的研究,提出采用水份散失通量来评价高吸水树脂保水性能.初步研究发现水凝胶与单纯水之间的水份散失通量差异随温度线性增大.     

短周期湿地松纸浆材林的优化经营调控研究

研究确定了短周期湿地松纸浆材林的最适立地条件为16指数级以上,最佳主伐年龄为10～12 a,最适经营密度模型为n=23 360.6/d.以荻取最大树干生物量为经营调控目标,采用动态规划法进行短周期湿地松纸浆材林的优化经营调控,并依据调控结果编制了模式林分的生长过程表和优化经营调控表,以期为湿地松纸浆材林的经营管理提供科学的参考依据.     

造纸原理的现代解析(Ⅰ):纤维表面化学与纸页强度特性的关系

以纸浆纤维表面化学与纸页强度特性的关系为切入点,采用XPS、AFM和CLSM等现代分析方法,对马尾松、桉木等为原料的纸浆纤维表面化学进行解析,分析了制浆过程及打浆对纸浆纤维表面化学的影响,归结出O/C值和C1/C2值等纤维表面化学的特征参数,并以此关联纸页的强度性能.结果表明:O/C值和C1/C2值是重要的纤维表面化学参数,能分别表征纤维表面的疏水和亲水性能.研究结果可为深入探究纸页强度形成机理以及纸浆纤维改性和定向设计提供重要理论指导.     

日本落叶松硫酸盐浆漂白特性

为了解日本落叶松的纸浆物理性能,以日本落叶松KP浆为原料,对纸浆的漂白特性进行了系统研究.结果表明:在常规CEH三段漂白中,最佳有效氯质量分数为8%,NaOH质量分数为2.5%,漂白纸浆白度可达到71%(ISO);在CDEHD漂白中,最佳有效氯质量分数为9%,EH段合理NaOH质量分数为2%,纸浆白度能够达到81%(ISO);在D/CE1D1E2D2和DE1D1E2D2漂白中,当总有效氯质量分数为7.9%时,两种漂白流程都能将纸浆漂到82%(ISO)的高白度.采用过氧化氢加强氧漂再加两段过氧化氢漂白的漂白流程(即OpQP1P2)可以将白度为27.3%(ISO)的纸浆漂到76.6%(ISO).     

废办公用纸超声波脱墨时间的研究

本文对不同浓度纸浆在不同的超声波脱墨时间下进行脱墨.同时采用浮选法脱墨,比较所得再生纸的关键性特性白度、色度等.研究结果发现:纸浆浓度5%,超声波脱墨时间4 0min时再生纸白度最好;纸浆浓度5%,超声波脱墨时间20min时黄色色度最低.相同的脱墨条件下,得纸率按浓度的递增而呈上升趋势.     

用纸浆制备高粘度羧甲基纤维素钠的工艺研究

以纸浆为原料,经过碱煮去除纸浆中的半纤维素、果胶和木质素等杂质得到纤维素,再经一锅法通过碱化、醚化得到羧甲基纤维素钠.着重考察了碱煮浓度、碱煮时间对纸浆中纤维素提取率的影响,研究了原料配比、碱化醚化温度、时间以及加入的硼酸钠量等因素对产品粘度及产率的影响.结果表明,当碱煮浓度为10%,碱煮时间1h时,纸浆中纤维素提取率可达70%;当纤维素∶碱∶氯乙酸∶硼酸钠质量比为1∶1.1∶1.2∶0.06,碱化醚化温度分别为25℃和75℃,碱化醚化时间分别为2h和3h时,产品产率高达80%,室温下测得1%的产品水溶液粘度高达1780mPa·s.     

中浓纸浆悬浮液的流态化研究及CFD模拟

通过高剪切作用力实现中浓纸浆悬浮液的流态化,并对其流态化运动进行研究.结果表明:中浓纸浆悬浮液在流态化过程中的能量耗散最终以热的形式发散,悬浮液在流态化过程中温度不断升高;中浓纸浆悬浮液流态化运动的主体是尺度较小的絮聚团的流动,体现出牛顿流体的流体动力学特性,流态化过程中存在着纤维分散与絮聚的动态耦合与平衡关系.文中还在流态化运动研究的基础上,以气-液两相流欧拉模型及基于雷诺时均法的混合湍流模型为基础对中浓纸浆悬浮液的流态化过程进行了计算流体力学(CFD)模拟,结果表明模型的数值计算结果与实验结果吻合较好.     

中高浓纸浆中的气体渗流实验研究

采用自制的中高浓纸浆气体渗流试验装置,对氧气在23%～30%浓度纸浆中的渗流规律进行了研究。结果表明：23%～30%浓度纸浆的气体渗透率与浓度负相关,其规律符合中高浓纸浆渗透率与孔隙率正相关的推论。     

基于CFD的高浓漂白塔塔底S型卸料器的流场研究

采用Fluent软件的欧拉粒子多相流模型、κ-ε湍流方程结合滑移网格运算法则(SG),在分析稀纸浆的绝对压力云图、水的速度矢量图、纸浆纤维的体积分数的基础上,对高浓纸浆漂白塔塔底卸料系统的S型卸料器及其稀释区的流动特性进行了瞬态模拟.结果表明:该卸料器的几何形状有利于卸料,而且卸料均匀、彻底;转速、黏度、密度、颗粒直径...     

废纸脱墨纸浆中荧光增白剂的去除及其机理研究

探讨了在纸浆的漂白过程中去除废纸脱墨纸浆中荧光增白剂的可行性,并对其去除机理进行研究,研究结果表明,在脱墨纸浆的漂白过程中,Ｈ２Ｏ２漂剂可以提高脱墨纸浆的白度,但不能有效去除浆中的荧光增白剂．氯漂剂可以有效去除浆中的增白剂,但在本试验的碱性条件下,经其漂白处理后纸浆的白度下降,在ＣｌＯ２漂白脱墨纸浆时,ＣｌＯ２可以氧化纸浆中的荧光增白剂,使其降解为酸类物质,从而使浆中的荧光增白剂得到去除。     

超声法测定纸浆悬浮液浓度特性

对纸浆浓度有效的测定至今没有很好的方法,特别是低于1%的浓度测量无法解决。本文利用超声波穿透纸浆时的衰减与悬浮液中纤维含量成比例的基本原理,研制了超声波纸浆浓度测定仪。当发射、接收探头相距 L 时,纸浆悬浮液的声衰减系数为α,则超声波的透过