浆料在管道中的流动特性及其计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第115页（859字）

［说明］制浆造纸厂有各种不同浓度的浆料要通过管道来输送，由于浆料含有纤维、水、空气等物质，所以其流动特性比较复杂。

对于浆浓＜005%的浆料，纤维在水介质中均匀分布，互不交错，能自由地翻转和移动，其流动和水的流动相似。而当浆浓＞0．05%时，随着浆浓的增加，和水的差别就越来越大，因此，把浆浓0．05%称为“临界浓度”。对临界浓度以下的浆料，可以当作水来进行水力计算；而大于临界浓度的浆料，我们把流速从零开始，逐步加快的流动特性分为塞流、混流和湍流三种状态。

①塞流：当浆料浓度超过临界浓度时，浆料中的纤维相互碰撞的机会增多，已不能自由地翻转和移动，加上流速较低，流动产生的剪切力不足以克服纤维缠结的内摩擦力，致使纤维相互交织成一个网状塞体。在塞体靠近管壁处存在着细小纤维和水混合的自由边界层叫作水环流。在水环流中，水介质中纤维极小，可以近似地认为是一薄层环状水膜。纤维塞体的运动和环流中水的流动是塞流的两大特征。

②混流：随着流速加快、水环流的湍动程度加剧，使纤维塞体表面的纤维动荡不稳，不断地有纤维卷入水环中，纤维网状塞体逐渐变细，以致出现越来越厚的湍流环。混流的特征是管中的塞流和湍流并存。

③湍流：当流速继续增快，以致使得浆流产生的剪切力足以使纤维网状塞体全部瓦解，所有的纤维都卷入湍流中，这种流动类型称为湍流。

不同的浆料，其塞流、混流、湍流三种流动类型所对应的流速范围是不同的，但对所给定的浆料，在一定流动条件下(如温度、游离度等)，其流动类型范围是一定的。表2－5－1列出了两种不同浆料在不同流动状态下的流速。

表2－5 不同浆料在不同流动状态下的流速(m／s)