流浆箱是造纸机的关键部件,是连接“备浆流送”和“纸页成形”两部分的关键枢纽,是造纸机上发展最快的部件之一。目前中低速造纸机所用的流浆箱多为匀浆辊流浆箱,浆流通过匀浆辊时产生较大的横向流动,会使浆流不够稳定。特别是当布浆器中带有稀释水调节装置时,定点稀释水和主体浆流经过匀浆辊的搅动产生较大的横向流动,会大大减弱稀释水调节的效果。对于高速纸机所使用的稀释水水力式流浆箱,通过在布浆器支管加入稀释水调节纸浆浓度来控制纸机横幅定量。匀浆装置为湍流发生器,可使纸浆产生高强度的微湍动,防止纸浆絮聚,但匀浆装置结构固定,不能根据纸种和造纸性能要求的改变而对匀浆装置进行改变和调整。本课题通过调整匀浆装置沟槽辊的转速、改变匀浆装置沟槽辊上导流板的结构,采用辊壳式流浆箱,克服了现有匀浆辊流浆箱稀释水横向流动较大的不足和稀释水水力式流浆箱湍流发生器结构固定不可调整的问题,可适应纸机车速从低到高的变化和不同的造纸性能要求,可提高纸页匀度,减少纸页横幅定量差。本文针对辊壳式流浆箱数值结构模型,利用ANSYS. FLUENT仿真分析软件,对匀浆装置沟槽辊进行了结构静力学和模态分析及对在不同均衡室入口速度和沟槽辊转速下流体流态进行了仿真研究,通过改变导流板结构研究流体流态,通过改变均衡室的形位尺寸研究流体流态,着重研究流体的湍流分布情况,对辊壳式流浆箱的结构设计参数进行了优化。具体研究内容及结果如下：针对辊壳式流浆箱沟槽辊,通过参考匀浆辊式流浆箱相关结构尺寸和水力式流浆箱湍流发生器尺寸,初步确定了流浆箱沟槽辊尺寸参数并建立沟槽辊数学模型,通过ANSYS WORKBENCH软件对其进行了结构静力学分析和模态分析,初步确定了流浆箱流道高度尺寸为30mm和安全转速范围。针对辊壳式流浆箱内部流场,通过参考匀浆辊流浆箱的相关结构尺寸和流体力学理论分析再次确定的流道高度建立数学模型,对不同均衡室入口速度和沟槽辊转速下流体湍流状况的模拟结果进行了分析比较。初步确定了辊壳式流浆箱单个流道的宽度尺寸范围为10-16mm；通过研究均衡室入口速度与沟槽辊转速的速度差,得出10-15mm宽度流道可采用均衡室入r]速度为0.6m·s-1,沟槽辊转速为120rad·s-1口200 rad·s-1的速度参数。宽度为25mm的流道可采用均衡室入口速度0.6m.s-1,沟槽辊转速为200rad·s-1的速度参数。研究了辊壳式流浆箱沟槽辊上导流板的结构性能参数。对导流板进行了结构优化和仿真实验,优化结构设计为：在流道两侧导流板上交替分布凸条,每相对应的两凸条中心线间夹角为0.5°,同一导流板上每相邻两凸条中心线间夹角为1°,凸条长23mm,凸条横截面为三角形或多边形。且随流道宽度不断增大,同一导流板结构下的流体湍流强度降低,因此在增大流道宽度的同时需要改变导流板上凸条的结构并需大幅增加沟槽辊转速。本文也研究了辊壳式流浆箱均衡室的结构性能参数。对10mm宽度单个流道的均衡室进行了结构优化和仿真实验,优化结构设计为：均衡室沿纸机运行方向长200mm,竖直方向高400mm,均衡室入口高200mm,均衡室浆流出口沿纸机运行方向长100mm,上方倒角为30°,下方倒角为60°,均衡室壳体一侧与流浆箱外壳相切,切点为流浆箱壳体远离纸机方向一侧水平点处。通过对辊壳式流浆箱流体的综合数值模拟,得到的结果对于这种辊壳式流浆箱的结构参数的进一步优化设计具有重要的指导意义。