按照固相容積相等的原理得出[5 ] :
為了建立冷壓第二階段方程式,可以從流體通過多孔介質(zhì)的基本方程出發(fā)。圖1 為簡(jiǎn)化后理想的濕坯冷壓模型示意圖,設(shè)外加載荷的壓力施加于濕坯的上面,而水僅通過底面過濾。由于孔道很細(xì),其內(nèi)部液體流動(dòng)屬于不可壓縮液體在圓管內(nèi)的穩(wěn)定層流流動(dòng)。從X 平面看,液體的真實(shí)速度u1 可以表示為
式中, Pl 為液體壓力; R 為通道當(dāng)量半徑;μ為液體粘度系數(shù);a 為紙纖維的比表面積/ 纖維表面積a = 纖維體積。
在施加恒定載荷P 的作用下考慮到孔隙率的變化, 為了能求出過濾液壓方程,應(yīng)用土壤力學(xué)中H. M. 蓋爾謝瓦諾夫結(jié)合方程[ 6 ] :
由于冷壓過程中孔隙率及過濾系數(shù)是變量,很難計(jì)算出結(jié)果,因此在液壓變化的范圍內(nèi)用平均值孔隙率ε-, 過濾系數(shù)…k來代替變量ε, k ,在給定的初始條件下解方程(8) 的特解為:
在施加恒定載荷P 的作用下濕坯的除水量, 或者由于纖維聚集引起的第一類變形為:
3 結(jié) 語
在紙漿模塑濕坯的冷壓脫水模型中,第一階段時(shí)間很短,主要是濕坯厚度和孔隙率的變化,脫水基本發(fā)生在第二階段。
由于在壓縮過程中孔隙率以及濕坯內(nèi)部液壓是連續(xù)不斷的變化,要引入平均孔隙率的概念。由式(13) 可知物料內(nèi)部液體流動(dòng)主要是在壓力差作用下的擠壓流動(dòng),壓力、濕坯初始厚度以及孔隙率都會(huì)使脫水量增大。文中的研究有助于正確研究紙漿模塑的冷壓脫水過程,并對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中冷壓參數(shù)的選擇起到一定的指導(dǎo)作用。
（宋昕, 張新昌 江南大學(xué)）
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