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当前,我国造纸工业的进一步发展面临资源和环境的双重制约,同时,国内造纸装备水平整体落后,大型关键装备对外依存度依然很高。所以降低造纸工业能耗,增强自主创新能力,提升造纸装备水平势在必行。造纸装备节能的关键在于纸机干燥部,烘缸作为干燥部的重要部件,一直以来都是研究的热点。国内外科研人员围绕提高烘缸干燥效率,降低烘缸能耗进行了大量研究,节能高效的多通道烘缸即为一项近年来受到广泛关注的研究成果。扬克烘缸是大型高速卫生纸机的核心部件,同时也是卫生纸机中能耗最大的部件,长期依赖进口。本文以扬克烘缸为研究对象,将多通道烘缸这一研究成果应用于扬克烘缸的结构设计上,设计出具有更高传热速率与干燥效率的新型扬克烘缸,以期达到节能降耗的目的,同时还对改变国内大型扬克烘缸主要依靠进口的局面,实现国产化有一定积极作用。论文的主要内容如下:(1)对多通道烘缸和扬克烘缸的国内外研究发展现状进行综述,着重对ANDRITZ公司、TOSCOTEC公司的两种扬克烘缸进行结构分析,为扬克烘缸的设计与优化提供理论与技术依据。(2)结合多通道烘缸的设计方法,设计基于多通道烘缸干燥原理的新型扬克烘缸,其主要组成部件为:内、外筒体、缸盖、金属拉筋筒和蒸汽-冷凝水循环系统。具有环形内沟槽的外筒体与光壁内筒体构成若干环形通道,蒸汽在通道中流动并发生强制对流传热,热量传递至烘缸外壁以干燥纸页。新型扬克烘缸将具有更高的传热速率与干燥效率。然后按照烘缸及压力容器相关设计规范对其主要组成部件进行设计与校核。(3)对新型扬克烘缸各个部件进行几何建模,并进行装配,使用有限元分析软件Workbench对烘缸进行静力学分析,分析结果表明新型扬克烘缸结构可以满足高速卫生纸机的使用要求。(4)建立新型扬克烘缸中环形通道传热模型,使用CFD软件Fluent模拟蒸汽在通道内的流动与冷凝传热过程,获得模型各部分的温度场分布情况,并得出蒸汽在通道模型内的平均冷凝传热系数。并通过进一步计算求得环形通道模型的上表面总传热系数为8853W/(m2·K),远大于普通扬克烘缸的总传热系数,可以预测新型扬克烘缸传热性能优于普通扬克烘缸。本文通过对新型扬克烘缸进行结构设计与有限元分析,以及对其传热特性的数值模拟,最终设计出了具有较高传热速率与干燥速率的新型扬克烘缸。有限元分析结果表明其结构设计合理,传热特性的数值模拟结果表明其传热性能优于普通扬克烘缸。