中浓纸浆输送系统储浆罐的自振特性分析

付志远，李红，庄海飞

(江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013)

随着人们生活条件的改善，对环境保护和污染治理的要求越来越高。在造纸业中，中浓打浆技术能较大幅度节约用水用药和蒸汽消耗，有效提高纸浆纤维的质量，越来越受重视。中浓纸浆泵系统是造纸工业中的重要组成部分，由浆泵及辅助排气单元和储浆罐及控制系统构成，如图1所示。而储浆罐作为中浓纸浆输送系统中的关键设备，其作用是为纸浆泵提供一定的液位(即倒灌高度)，使浆料连续不断地流经纸浆泵，保证浆泵的安全运行。

罐内储液纸浆以悬浮液的形式存在，是一种由固态纤维、液态水和空气三相共存的混合流体，并且中浓纸浆(8%～15%)具有明显的黏弹性质，已基本上失去了流动性，同时气体含量较高[1]，在纸浆泵的高剪切力作用下，流体与纤维相互影响，同时纤维之间也互相作用，运动过程极为复杂。

在工程应用中，储浆罐经常受到多种动载荷的作用，如外部振动、温度载荷、内部压力等。外部振动主要是纸浆泵在运行过程中产生的振动。当浆泵的振动频率与储浆罐固有频率较接近甚至相等时，储浆罐会由于共振而发生剧烈的晃动，此时储浆罐因局部应力过大，造成扭曲变形，严重时易发生断裂。而储浆罐的自振特性分析即模态分析是上述动力响应分析的基础。因此，对于储浆罐固―液耦合自振特性的研究尤为重要。但国内外对于这方面的研究还比较少。……