| 都书明,王阳峰,王红涛,刘慧,马传军.碳纤维浆料在流浆箱内的流动行为优化研究[J].中国造纸,2026,45(6):123-130 |
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| 碳纤维浆料在流浆箱内的流动行为优化研究 |
| Study on Optimization of Flow Behavior of Carbon Fiber Pulp in Headbox Systems |
| 收稿日期：2025-08-28 修订日期：2025-10-30 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.06.014 |
| 关键词: 碳纤维 流浆箱 纤维分散 混合流动 数值模拟 |
| Key Words:carbon fiber headbox fiber dispersion multiphase flow numerical simulation |
| 基金项目:辽宁省科技联合计划重点研发项目（2025JH2/101800304）；大连市重点科技研发计划（2023YF14GX021）；中国石油化工股份有限公司合同项目（320131-3）；中国石油化工股份有限公司合同项目（KL125003）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 都书明* | 1大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连,116026
2中石化（大连）石油化工研究院有限公司,辽宁大连,116045 | 116045 | | 王阳峰 | 2中石化（大连）石油化工研究院有限公司,辽宁大连,116045 | 116045 | | 王红涛 | 2中石化（大连）石油化工研究院有限公司,辽宁大连,116045 | 116045 | | 刘慧* | 1大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连,116026 | 116026 | | 马传军 | 2中石化（大连）石油化工研究院有限公司,辽宁大连,116045 | 116045 |
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| 摘要:本研究采用Fluent软件对湿法成形碳纸生产工艺中的流浆箱内部碳纤维浆料流动进行三维数值模拟，系统分析了流浆箱倾斜角度（7.5°~45°）和入口速度（1~6 m/s）对浆料流速、组分均匀度和湍动能的影响，旨在优化碳纤维浆料的流动特性，以提高碳纸的均匀性。结果表明，随着倾斜角度的增加，湍流强度和湍流尺度均有所增加，碳纤维絮聚现象减轻。较高的入口流速增强了湍流强度并促进了碳纤维的均匀分散，但也导致出口稳定性下降。综合模拟结果分析，碳纤维浆料通过流浆箱的最佳操作条件为倾斜角度30°和入口流速3 m/s。 |
| Abstract:In this study， the Fluent software was used to perform three-dimensional numerical simulations of the carbon fiber pulp flow inside the headbox during the wet-forming process of carbon paper production， and the effects of headbox inclination angle (7.5° to 45°) and inlet flow velocity （1 to 6 m/s） on pulp flow velocity， component uniformity， and turbulent kinetic energy were systematically analyzed， aiming to optimize the flow characteristics of the carbon fiber pulp to improve the uniformity of the carbon paper. The results showed that as the inclination angle increased， both turbulence intensity and turbulence scale increased， and fiber flocculation was alleviated. Higher inlet flow velocity enhanced turbulence intensity and promoted uniform fiber dispersion， but it also led to a decrease in outlet stability. Based on the comprehensive analysis of the simulation results， the optimal operating conditions for the carbon fiber pulp in the headbox were found to be an inclination angle of 30° and an inlet flow velocity of 3 m/s. |
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