按照固相容积相等的原理得出[5 ] :
为了建立冷压第二阶段方程式,可以从流体通过多孔介质的基本方程出发。图1 为简化后理想的湿坯冷压模型示意图,设外加载荷的压力施加于湿坯的上面,而水仅通过底面过滤。由于孔道很细,其内部液体流动属于不可压缩液体在圆管内的稳定层流流动。从X 平面看,液体的真实速度u1 可以表示为
式中, Pl 为液体压力; R 为通道当量半径;μ为液体粘度系数;a 为纸纤维的比表面积/ 纤维表面积a = 纤维体积。
在施加恒定载荷P 的作用下考虑到孔隙率的变化, 为了能求出过滤液压方程,应用土壤力学中H. M. 盖尔谢瓦诺夫结合方程[ 6 ] :
由于冷压过程中孔隙率及过滤系数是变量,很难计算出结果,因此在液压变化的范围内用平均值孔隙率ε-, 过滤系数…k来代替变量ε, k ,在给定的初始条件下解方程(8) 的特解为:
在施加恒定载荷P 的作用下湿坯的除水量, 或者由于纤维聚集引起的第一类变形为:
3 结 语
在纸浆模塑湿坯的冷压脱水模型中,第一阶段时间很短,主要是湿坯厚度和孔隙率的变化,脱水基本发生在第二阶段。
由于在压缩过程中孔隙率以及湿坯内部液压是连续不断的变化,要引入平均孔隙率的概念。由式(13) 可知物料内部液体流动主要是在压力差作用下的挤压流动,压力、湿坯初始厚度以及孔隙率都会使脱水量增大。文中的研究有助于正确研究纸浆模塑的冷压脱水过程,并对生产实践中冷压参数的选择起到一定的指导作用。
（宋昕, 张新昌 江南大学）
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