ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Потокораспределитель

Для равномерного распределения по всей ширине потока суспензии, поступающей в массонапускное устройство, в со­временных конструкциях напорных ящиков применяются кол­лектор прямоугольного переменного сечения и перфорирован­ная двухступенчатая плита.

Коллектор лучше всего работает в диапазоне низких и средних скоростей движения волокнистой суспензии (1— 2,5 м/с), однако во избежание слишком больших сечений на широких скоростных машинах скорость потока массы применя­ется до 3—4 м/с.

Подводящий массу трубопровод располагают по оси кол­лектора. Высоту коллектора принимают одинаковой по всей Длине. Ширина коллектора — переменная величина.

Масса равномерно распределяется по ширине ящика при условии постоянного статического давления в коллекторе по всей его длине. Постоянное давление (с учетом изменения рас­хода и наличия сопротивления движению потока) в коллек­торе обеспечивается определенным уклоном задней стенки. Расчет показывает, что уклон по длине коллектора — перемен­ная величина [79].

Наиболее резко изменяется сечение в конце коллектора. Для снижения погрешностей расчета и уменьшения влияния неточностей изготовления на давление в коллекторе использу­ется рециркуляция части массы из узкого конца коллектора. Начало и конец коллектора соединяют трубкой с прозрачным участком. Масса движется по трубке в сторону меньшего дав-" ления. Вентиль на рециркуляционной трубе устанавливают в такое положение, чтобы масса в трубке не перемещалась (это значит, что установилось одинаковое давление в начале и конце коллектора).

Начальное сечение коллектора (Fo м2) определяют из ус­ловий получения в нем требуемой скорости потока:

F0 = B0H1:

0,9^

Где Во — начальная ширина коллектора, м; Н — высота кол­лектора, м; QM — расход выходящей на сетку массы, м3/с; Vi — скорость потока массы в коллекторе, м/с. Коэффициент 0,9 учитывает дополнительный объем рециркулирующей массы.

При определении начального сечения коллектора следует иметь в виду, что его ширина В0 должна превышать высоту Ні не менее чем в 1,5 раза.

С достаточной для практики точностью можно определить сечение коллектора на расстоянии 0,8 его длины и в конце. Методика расчета сечений коллектора разработана в ЛТИ ЦБП [62].

В расчете принято, что объем рециркулирующей массы со­ставляет 10 % от объема поступающей в коллектор суспензии, коэффициент трения суспензии о стенки коллектора равен 0,02, коэффициент неравномерности 1,1. Результаты расчета приведены ниже:

LJV F0..................................... 5 10 15 20

Ширина коллектора по длине, м:

0,8La.................................... 0,340В0 0,356ВЭ 0,3715о 0,387ВЭ

L0......................................... 0,156ВЭ 0,166ВЭ 0,176В0 0,186ВЭ

Для расчета сечений следует определить площадь началь­ного сечения Fо и начальную ширину В0. Длина коллектора L0 равна ширине напорного ящика. Определяют значение ве­личины L0 Y~Fq и затем ширину коллектора в двух сечениях. Таким образом, задняя стенка коллектора будет образована двумя плоскостями с переломом в точке соответствующей 0,8 U

Из коллектора суспензия поступает в полость -ящика через отверстия перфорированной плиты, которые равномерно

Распределены по всей ее площади. В отечественных конструк­циях ящиков принята следующая характеристика плиты из ор­ганического стекла:

Толщина плиты, мм......................................................... 135

Диаметр отверстий I ступени, мм...................................... 12

Длина отверстий I ступени, мм..................................... 65

Диаметр отверстий II ступени, мм.................................... 18

Длина отверстий II ступени, мм........................................ 70

Количество отверстий определяют из расчета получения скорости массы в I ступени 8—9 м/с.

Высокая скорость прохода массы через отверстия опреде­ляет и сравнительно большие потери давления в них. Если по­тери давления в отверстиях превосходят возможные колебания давления по длине коллектора, то равномерность распределе­ния потока суспензии меньше будет зависеть от точности про­филя потокораспределителя.

В месте перехода от I ко II ступени масса испытывает рез­кое расширение (ступенька 3 мм). При этом разбиваются ко­мочки и повышается интенсивность турбулентности струи.

Потеря давления (h кПа) в перфорированной плите опре­деляется по формуле [69]

Где V2 — скорость массы в первой ступени плиты, м/с; б — плотность суспензий, кг/м3; g — коэффициент потерь;

5=0,6 fl-^UO-^Y + f^VO-^T ; м° — площадь

V, И>0 / (Оі J V (d3J <03 ) ВХОДНОЙ стороны ПЛИТЫ, М2; СОї — общее сечение отверстий I сту­пени, м2; юг — общее сечение отверстий II ступени, м2; со3 — площадь выходной стороны плиты, м2.

Коэффициент потерь I обычно равен 0,9—1,0. При скорости массы в I ступени 8—9 м/с потери давления составят 30— 40 кПа. Остальные потери давления в напорном ящике неве­лики и ими можно в расчетах пренебречь.

При модернизации старых напорных ящиков целесообразно устанавливать коллектор круглого переменного сечения с по­дачей массы в полость напорного ящика по трубам круглого сечения [83].

Начальное сечение коллектора определяют по формуле

".-we/i,

Где F0 — площадь начального сечения, м2; D0 — диаметр на­чального сечения, м.

Диаметр коллектора необходимо определить еще в трех сечениях: на расстоянии 0,6 и 0,9 его длины и в конце. Ниже приведены значения этих диаметров:

LJV~FI..................................... 5 10 15 20

Диаметр коллектора в се­чениях по длине, м:

0,6 L0................................... 0,711 D 0.722D 0.733D 0,744£>

0,9Lo.................................... 0,502 D 0,516 D 0,525 D 0,541 D

L„................................... 0,395D 0,407 D 0.419D 0,431D

Для расчета сечений коллектора определяют площадь на­чального сечения F0 и соответствующий диаметр D0. Опреде­ляют значения величины L0/j/F0 и затем находят диаметр коллектора в трех указанных сечениях.

Коллектор будет образован из трех усеченных конусов, имеющих общую образующую в месте ответвления труб. Се­чение подводных трубок выбирается таким, чтобы скорость массы в них превышала скорость в начальном сечении коллек­тора в 2—3 раза.

Удовлетворительный результат достигается, если на каж­дый метр длины коллектора имеются пять — восемь трубок. Длина трубок должна быть равна не менее 10—12 диаметрам. Трубки следует изготовлять из бесшовных труб из нержавею­щей стали.

Большое значение имеет качество приварки трубок к кол­лекторной трубе, так как мелкие неровности в шве могут вы­звать большие разности сопротивлений разветвлений для от­дельных трубок. Поэтому места швов следует тщательно зачи­щать. Лучше всего приваривать трубки к отбортовкам стснок коллектора.