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纤维板是人造板中应用非常广泛的板材之一,其原材料来源广、板材性能好、生产工艺成熟,已在建筑、装饰、家具等各个行业发挥着极其重要的作用。在纤维板的生产过程中,纤维的制备是决定纤维板板材性能的重要环节。纤维质量的优劣在其制备过程中受到诸多因素的影响,如木材本身的物理形态、纤维加工的设备参数等。其中,磨片齿形参数是非常重要的因素之一,它决定了纤维在磨片内的研磨程度。纤维原料在磨片研磨区的运动特征和流体相似,基于其流动特性采用计算流体力学(CFD)方法,研究纤维分离时的流场特性,揭示磨片齿形参数对纤维研磨质量的影响。基于CFD纤维分离流场特性的研究是研究纤维分离的重要课题,对纤维制备工艺乃至纤维板生产工业有着极其重要的意义和价值。 本研究利用CFD方法模拟热磨机热磨过程中磨片内部纤维的流场特性,得出动磨片、磨片间隙、静磨片三个纤维流体区域的压力、速度、以及壁面切应力的分布,并结合流体力学理论对上述物理量分布逐一分析,研究磨齿参数对流场特性分布的影响规律,为分析流场区域内纤维的研磨状况奠定基础。利用CFD方法模拟研究不同齿倾角和不同周向齿数时磨片内纤维流场特性的变化,得出二者对于纤维流体区域内压力、磨片壁面切应力分布的影响规律;揭示流场特性的改变对于纤维位置交换的影响,分析齿倾角和周向齿的设置在纤维制备过程中的作用方向,为优化纤维分离工艺、获得优质纤维提供参考依据。基于纤维分离流场特性,运用流体运动学理论对研磨区磨片间隙内的纤维进行运动分解和理论推导,得出纤维流体运动的轨迹模型;结合磨片结构参数,利用纤维流体的轨迹模型推导出纤维流经研磨区时受磨片磨齿作用频数的数学表达式;通过对实际磨片工作时的作用频数计算和纤维质量的数据统计,研究作用频数与纤维合格率的相关性,为寻找最佳作用频数获得优质纤维提供参考。运用流体力学理论和CFD方法研究磨片齿形参数对于纤维流场特性的影响,是优化磨齿齿形参数、提高纤维生产工艺水平的重要途径。