一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，它主要由配對的兩塊有機玻璃PMMA板結合而成，其中，所述兩塊有機玻璃PMMA板之間的密封采用榫槽密封形式，該兩塊有機玻璃PMMA板結合后，內形成有貫穿其兩端面的流體通道；所述流體通道有多條沿有機玻璃PMMA板的長度方向間隔排列，每條流體通道均由兩塊有機玻璃PMMA板上的沿各自寬度方向延伸的凹槽組合而成，且順著流體流向，每條流體通道的孔徑均逐漸擴大。本實用新型可以很方便地進行流場的測量和可視化研究，能有效地實現與水力式實驗流漿箱的其他部件之間的非金屬與非金屬密封，且拆卸非常方便。
【專利說明】 一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水力式實驗流漿箱的【技術領域】，尤其是指一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器。
【背景技術】
[0002]目前，稀釋水調濃水力式流漿箱是國際上公認的常用先進高速流漿箱，其設備性能的優化和技術的創新勢在必行。而湍流發生器作為稀釋水調濃水力式流漿箱的重要部分，主要起到了布漿整流、防止紙漿絮聚的作用，國內、外研究人員對此開展了相關研究，并取得了許多重要的科研成果。
[0003]在國內，山東昌華造紙機械有限公司的稀釋白水流漿箱，其稀釋水流道為錐管結構，該結構中的二級湍流發生器為錯流蜂窩狀湍流發生器；國際上，在湍流發生器方面，Beloit公司使用圓變方形的等面積管束，并在唇板區加漂片，漂片的間距很小，嚴格將湍流限定在狹小的空間內；而Voith公司采用階梯式湍流發生器，利用流量因階梯突擴產生的有限渦旋成湍動，同時采用了變面積的圓變方管束。
[0004]盡管國內對稀釋水調濃水力式流漿箱的結構和控制的研究較多，而且也取得了很多成果，特別是最近陳克復院士主持的國家“十一五”科技支撐計劃“國產高速造紙機的研制”，將我國的紙漿流送技術與流漿箱技術提到國際先進水平。另外，國外研究的先進稀釋水調濃水力式流漿箱也較多。雖然這些流漿箱及其關鍵部件(如湍流發生器)在工程實踐中能發揮較大的作用，但是均不能滿足湍流發生器流場測量的要求，無法獲得可視化的流場。目前在國內、外沒有公開的滿足Piv (Particle Image Velocimetry粒子圖像速度儀)等可視化測量系統進行測量和可視化研究的流漿箱，基于此，本實用新型的實驗湍流發生器在符合工程實踐的基礎上，可以對各種車速下，湍流發生器內的流場進行測量和可視化研究，從而使流漿箱中湍流發生器的流送技術獲得理論上的突破，可以對工程實踐有良好的指導作用。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可進行流場測量和可視化研究的水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，從而使湍流發生器的流場結構獲得理論上的突破，可以對工程實踐有良好的指導作用。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為:一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，它主要由配對的兩塊有機玻璃PMMA板結合而成，其中，所述兩塊有機玻璃PMMA板之間的密封采用榫槽密封形式，該兩塊有機玻璃PMMA板結合后，內形成有貫穿其兩端面的流體通道；所述流體通道有多條沿有機玻璃PMMA板的長度方向間隔排列，每條流體通道均由兩塊有機玻璃PMMA板上的沿各自寬度方向延伸的凹槽組合而成，且順著流體流向，每條流體通道的孔徑均逐漸擴大。
[0007]所述流體通道的流體入口為圓形，其流體出口為矩形。[0008]所述兩塊有機玻璃PMMA板上的凹槽鏡像對稱。
[0009]所述兩塊有機玻璃PMMA板由流體通道貫穿的兩端面分別形成有凹面。
[0010]所述兩塊有機玻璃PMMA板由流體通道貫穿的兩端面中，接近流體通道小孔徑端的該端面設有連接用的螺紋孔。
[0011]所述兩塊有機玻璃PMMA板之間夾墊有墊圈。
[0012]所述墊圈為石棉橡膠墊圈。
[0013]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果:
[0014]1、適用PIV (particle image velocimetry)粒子圖像速度儀等流場測量系統進行測量以及可視化研究，可以清楚地反映湍流發生器的流道及其流場，對湍流發生器流場的特點包括速度、渦量、湍動能、耗散率等與速度相關的參數均可以很方便的進行測量和研究。
[0015]2、本可視化湍流發生器的形體小、結構簡單、密封性好、拆卸方便、成本低，可以進行工程實踐前的流體實驗和流體預測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的俯視圖。
[0017]圖2為圖1的A向視圖。
[0018]圖3為圖1的B向視圖。
[0019]圖4為本實用新型的整體剖視圖。
[0020]圖5為本實用新型其中一塊有機玻璃PMMA板的前視圖。
[0021]圖6為圖5的后視圖。
[0022]圖7為本實用新型與水力式實驗流漿箱的其他部件(穩流室、唇口室)之間的連接示意圖。
[0023]圖8為采用PIV測量系統對可視化湍流發生器進行流場測量及可視化研究的示意圖。
[0024]圖9為經過圖像分析處理后的可視化湍流發生器的原始圖像之一。
[0025]圖10為經過圖像分析處理后的可視化湍流發生器的原始圖像之二。
[0026]圖11為經過圖像分析處理后的可視化湍流發生器的流線示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028]參見圖1至圖6所示，本實施例所述的水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，它主要由配對的兩塊有機玻璃PMMA板1、2結合而成，其中，所述兩塊有機玻璃PMMA板1、2之間的密封采用榫槽密封形式，該兩塊有機玻璃PMMA板1、2結合后，內形成有貫穿其兩端面的流體通道3 ;而在本實施例中，所述流體通道3有七條沿有機玻璃PMMA板的長度方向間隔排列，每條流體通道3均由兩塊有機玻璃PMMA板1、2上的沿各自寬度方向延伸的凹槽組合而成，且該兩塊有機玻璃PMMA板1、2上的凹槽鏡像對稱，同時，為了起到布漿整流、防止紙漿絮聚的作用，本實施例中每條流體通道3的孔徑順著流體流向均逐漸擴大，且所述流體通道3的流體入口為圓形，其流體出口為矩形。[0029]此外，為了拆卸方便,本實施例所述兩塊有機玻璃PMMA板1、2由流體通道3貫穿的兩端面分別形成有凹面，且接近流體通道3小孔徑端的該端面設有多個連接用的螺紋孔4，使得本湍流發生器能與水力式實驗流漿箱的其他部件(如穩流室6)之間采用螺栓8連接凹凸密封面，同時，本湍流發生器與水力式實驗流漿箱的其他部件(如唇口室7)之間采用夾緊塊9連接凹凸密封面，具體如圖7所示。為了加強密封性，本實施例所述的兩塊有機玻璃PMMA板1、2之間夾墊有石棉橡膠墊圈5。
[0030]另外，在本實施例中，采用PIV測量系統對可視化湍流發生器進行流場測量及可視化研究，其測量安裝具體如圖8所示，其中，在PIV測量過程中，讓激光器產生的片光和CXD相互垂直，且需要不斷移動激光器產生的片光和CXD進行調整，針對不同部位進行測量，而循環水箱中裝有低于0.01%的紙漿，紙漿通過紙漿輸入泵進入水力式實驗流漿箱的方錐管布漿器的主流流道，然后依次經過水力式實驗流漿箱的階梯擴散器、穩流室后，再進入本湍流發生器。工作時，對可視化湍流發生器的流場進行拍攝和測量，然后再對其圖像進行分析處理，可以得到可視化湍流發生器的原始圖像，具體如圖9和圖10所示，可以得到可視化湍流發生器經過圖像分析處理后的流線圖，具體如圖11所示。當然，利用這套系統，我們還可以進行湍流發生器的其他流場測量和可視化研究。
[0031]總之，在采用以上方案后，本實用新型在符合工程實踐的基礎上，可以對各種車速下的流場進行測量和可視化研究，從而使湍流發生器的流場結構獲得理論上的突破，可以對工程實踐有良好的指導作用。相比現有技術，本實用新型具有形體小、結構簡單、密封性好、拆卸方便、成本低等優點，是一款理想的湍流發生器，值得推廣。
[0032]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:它主要由配對的兩塊有機玻璃PMMA板(1、2 )結合而成，其中，所述兩塊有機玻璃PMMA板(1、2 )之間的密封采用榫槽密封形式，該兩塊有機玻璃PMMA板(1、2 )結合后，內形成有貫穿其兩端面的流體通道(3);所述流體通道(3)有多條沿有機玻璃PMMA板的長度方向間隔排列，每條流體通道(3)均由兩塊有機玻璃PMMA板(1、2 )上的沿各自寬度方向延伸的凹槽組合而成，且順著流體流向，每條流體通道(3)的孔徑均逐漸擴大。
2.根據權利要求1所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述流體通道(3)的流體入口為圓形，其流體出口為矩形。
3.根據權利要求1所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述兩塊有機玻璃PMMA板(1、2)上的凹槽鏡像對稱。
4.根據權利要求1所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述兩塊有機玻璃PMMA板(1、2)由流體通道(3)貫穿的兩端面分別形成有凹面。
5.根據權利要求1所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述兩塊有機玻璃PMMA板(1、2 )由流體通道(3 )貫穿的兩端面中，接近流體通道(3 )小孔徑端的該端面設有連接用的螺紋孔(4)。
6.根據權利要求1所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述兩塊有機玻璃PMMA板(1、2)之間夾墊有墊圈(5)。
7.根據權利要求6所述的一種水力式實驗流漿箱用的可視化湍流發生器，其特征在于:所述墊圈(5)為石棉橡膠墊圈。
【文檔編號】D21F1/04GK203429502SQ201320485057
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】曾勁松, 黃琨, 喻迪, 陳克復, 馮郁成 申請人:華南理工大學