The hydraulic effectiveness of refiners : new refiner with small cone angle and defloculation chamber

• Autorzy: Tyralski T. , Biel-Tyralska A.

Warianty tytułu

PL

Sprawność hydrauliczna młynów : nowy młyn o małym kącie stożka z komorą deflokulacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A refiner induces changes in fibre structure by applying a force to fibre floes trapped between rotor and stator bars. Floe sizes, consistency (density) and strength differ depending on intensity of shear stress in the refining zone determined by hydrodynamic regime of flow (laminar, turbulent) and rheological properties of fibre suspension. The power dissipation rate per unit volume, s (W/m:I) related to stirring intensity of the stock can be used to characterize the degree of deflocculation (f'luidization) in fibre suspension. An influence of construction and refiner parameters on the effectiveness of refining process was evaluated. It can be shown that for a certain intensity of refining SEL (Ws/m), the hydraulic effectiveness of refining depends on a ratio of refiner idle power, Pi, and cutting edge length, Ls. The performed analysis covers changes of this ratio as a function of rotor velocity n (RPM) and its diameter D (m) in different flow conditions. The anatysis shows directions of possible optimization of refiners. A large operative length of knifes, /, and small rotor diameter, D, cause a decrease of the ratio, PilLs, and as a result an increase of the hydraulic efficiency of refiner. These conditions are well fulfilled by a refiner with very small angle of cone, equipped with the entrance deflocculation chamber. A concept of such refiner is presented in the paper.

PL

Na flokuły trafiające pomiędzy noże wirnika i statora młyna wywierane są siły powodujące zmiany struktury włókien. Zależnie od intensywności naprężeń ścinających w strefie mielenia, czyli od rodzaju przepływu (laminarny, turbulentny) oraz od właściwości Teologicznych zawiesiny włóknistej, zmieniają się rozmiary, stężenie (gęstość) i wytrzymałość flokuł. Dyssypacja (rozpraszanie) energii w jednostkowej objętości zawiesiny, e(W/m'J) zależna od intensywności jej mieszania, może być wykorzystana do scharakteryzowania stopnia deflokulacji (fluidyzacji) zawiesiny włóknistej. W referacie poddano analizie wpływ konstrukcji i parametrów młynów na ich sprawność energetyczną (hydrauliczną). Wykazano, że dla danej intensywności mielenia SEL (Ws/m), sprawność młyna zależy od wartości stosunku mocy jałowej młyna Pi i sekundowej długości tnącej L,s. Przeprowadzona analiza wskazała kierunki możliwej optymalizacji młynów. Duża skuteczna długość noży / i mała średnica wirnika D wpływają na obniżenie wartości stosunku Pi/Ls i w rezultacie na wzrost sprawności młyna. Warunki takie wypełnia dobrze młyn o bardzo małym kącie rozwarcia stożka wyposażony na wlocie w komorę deflokulacji.

Słowa kluczowe

EN

refiner effectiveness; refiner idle power; knife cutting edge length; deflocculation chamber

PL

młyn; skuteczność młyna; moc jałowa młyna; długość tnąca ostrza; komora deflokulacji

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Inżynieria i Aparatura Chemiczna
• Rocznik: 2008
• Tom: Nr 5
• Strony: 53--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Tyralski T.

autor

Biel-Tyralska A.

• Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Politechnika Łódzka, Łódź

Bibliografia

• l. W.A. Banks: Design Considerations and Engineering Characteristics of Disc Refiners. Paper Technol., Vol.8, No.4, p.363 (1967).
• 2. W.J. Batchelor: Effects of Flocculation and Floc Trapping on Fibre Treatment in LC Refining. J. Pulp Paper Sci., Vol.27, No.7, p.249 (2001).
• 3. W.J. Batchelor, D.M. Martinez, R.J. Kerekes, D. Ouellet: Forces on Fibres in LC Refining - Shear Force. J. Pulp Paper Sci., Vol.23, No. l, p.J40 (1997).
• 4. D.M. Martinez, W.J. Batchelor, R.J. Kerekes, D. Ouellet: Forces on Fibres in LC Refining - Normal Force. J. Pulp Paper Sci., Vol.23, NO.l, p.J11 (1997).
• 5. J. J. Sejiger, D. Ouellet: Factors Affecting the Shear Forces in High-Consistency Refining. J. Pulp Paper Sci., Vol. 28, No. 11, p.364 (2002).
• 6. J. Hietaniemi, J. Gullichsen: Flow Properies of Medium-Consistency Fibre Suspensions. J. Pulp Paper Sci., Vol.22, No.12, p. J469 (1996).
• 7. C.P.J. Bennington, R.J. Kerekes: Power Requirements for Pulp Suspension Fluidization, Tappi J., Vol.79, No.2, p.253 (1996).
• 8. G. G. Duffy: Flow of Medium Consistency Wood Pulp Fiber Suspension. Appita, Vol.48, No.l, p.51 (1995).
• 9. T. Wikström, Y. Roennmark, A. Rasmuson: A new correlation for the onset of fluidization in pulp suspensions. Nordic Pulp Paper Res. J., Vol.l7, No.4, p.374(2002).
• 10. R.J. Bourne: Mixing on the Molecular Scale (Micromixing). Chem. Eng. Sci., Vol.38, No.l, p.5 (1983).
• 11. A. Gorton-Hiilgerth: Papilon - der Refiner mit neuem Mahlkonzept. Wochenbl. F. Papierfabr., Vol.l31, No.2, p. 1077 (2003).
• 12. H. Gabl: Papilon - A New Refining Concept. Das Papier-ipw, No.2, p.43 (2004).
• 13. J. J. Lumiainen: PIRA 4th International Refining Conference Proceedings, Leatherhead, UK, 1997.
• 14. H. Paulapuro: Papermaking, Part l, Stock Preparation and Wet End. Published by Fapet Oy, Helsinki, 2000.
• 15. T. Tyralski, A. Biel-Tyralska: The Newest Trends in Development of Refiners. Polish Paper Review, Vol.60, No.5, p.253 (2004).
• 16. O.A. Terientiev: Hydrodynamics of the Fiber Suspensions. Moscow, 1980 (Russian).
• 17. W.F. Pashinsky: Machines for Refining of Fiber Stocks. Moscow, 1972 (Russian).
• 18. T. Tyralski, A. Biel-Tyralska: The Analysis of Helical-Rotor Parameters for Wastepaper Pulping at High Consistency. Professional Papermaking published by Wochenbl. f. Papierfabr., No.2, p.6 (2004).
• 19. T. Tyralski, A. Biel-Tyralska: Hydrodynamic and Rheological Aspects in Optimisation of Pressure Screens. Professional Papermaking published by Wochenbl. f. Papierfabr., No.2, p.8 (2005).
• 20. T. Tyralski, A. Biel-Tyralska: Hydrodynamic and Rheological Aspects in Optimization of Refiners. Professional Papermaking published by Wochenbl. f. Papierfabr., No. l, p. 14 (2007).