1、中濃紙漿懸浮液是獨(dú)特的多相流體，由于其獨(dú)特的流變學(xué)特性及較高的氣體含量，其流動形態(tài)與其它多相體的流動有所不同，在水平管道內(nèi)主要呈現(xiàn)塞流流動，在高剪切場內(nèi)會達(dá)到湍流狀態(tài)，其流動特性與水的類似。本文從中濃紙漿的多相流特性入手，采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)及虛擬儀器技術(shù)，對中濃紙漿在水平管道內(nèi)的塞流流動做了系統(tǒng)的研究，測定了中濃紙漿在不同外界作用條件下的流動速度，進(jìn)而確定了中濃紙漿在水平管內(nèi)流動時的剪切應(yīng)力與影響因素的關(guān)系，并且從中濃紙漿的多孔介質(zhì)現(xiàn)

2、象入手，論述了中濃紙漿在水平管內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定塞流狀態(tài)時的流動特性，并在FLUENT軟件平臺上對其塞流流動進(jìn)行了計算機(jī)模擬，數(shù)值計算的結(jié)果證實(shí)了采用多相體流過多孔介質(zhì)的Blake-Kozeny數(shù)學(xué)模型可以較好的描述中濃紙漿懸浮液塞流流動中內(nèi)部的流速分布，在整個中濃紙漿懸浮液內(nèi)部，液態(tài)水和氣體都會以一定的速度通過纖維網(wǎng)絡(luò)，而且氣體沿管壁內(nèi)側(cè)軸線方向上的相對流動速度要大于水的相對流速，紙漿中的氣體會沿絮聚團(tuán)周圍的空隙尋找阻力最小的通道流動，這些通

3、道一旦形成，后續(xù)的氣體會延續(xù)這一流道，因此中濃紙漿的塞流流動極易造成流動的不穩(wěn)定性?！　∑浯伪疚膶χ袧饧垵{在不同結(jié)構(gòu)類型湍流發(fā)生器作用下的三維湍流流動進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。中濃紙漿懸浮液的湍流流動，其主體是尺度較小的絮聚團(tuán)的流動，中濃紙漿在高剪切作用力下，氣體被分離出來聚集在轉(zhuǎn)子的攪拌棒周圍，當(dāng)氣體完全充滿轉(zhuǎn)子攪拌棒間的空間時，紙漿的漩流就會停止，此時轉(zhuǎn)子在氣相中旋轉(zhuǎn)而不能再把動力傳給紙漿懸浮液，造成所謂的“空化”現(xiàn)象?！叭畏?Cubic

4、)”數(shù)學(xué)模型可以較好描述紙漿懸浮液所受剪切應(yīng)力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速關(guān)系，而BP(BackPropagation)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型則可以很好的擬合紙漿懸浮液所受剪切應(yīng)力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及濃度間的關(guān)系。本文同時根據(jù)多相流湍流流動的RNGk-ε模型模擬了中濃紙漿懸浮液在剪切室內(nèi)的湍流流動，計算了其流動時的流體動力學(xué)參數(shù)，數(shù)值計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的吻合，尤其是對湍動動能k及能量耗散率ε的預(yù)測上，完全達(dá)到了工程設(shè)計所需要的精度要求?！　∨c此同時，本文根據(jù)計算

5、機(jī)模擬結(jié)果顯示出的某種結(jié)構(gòu)湍流發(fā)生器對中濃紙漿懸浮液產(chǎn)生的流場，對湍流發(fā)生器轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。同時根據(jù)中濃紙漿懸浮液在流體化過程中能量耗散而使紙漿溫度快速升高的宏觀變化，根據(jù)k-ε湍流模型計算了中濃紙漿懸浮液湍流流動的湍動動能、湍動能耗散率等流動參數(shù)，并從能量耗散角度描述了中濃紙漿在絮聚物級水平上流體化的狀態(tài)點(diǎn)：當(dāng)中濃紙漿懸浮液達(dá)到完全湍流狀態(tài)時，其湍動動能能量耗散率與外力作用時間在數(shù)學(xué)上成線性函數(shù)，此時整個中濃紙漿流動呈現(xiàn)一個