流體力學(xué)在制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用課件

流體力學(xué)在制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用1、不要輕言放棄，否則對(duì)不起自己。2、要冒一次險(xiǎn)!整個(gè)生命就是一場冒險(xiǎn)。走得最遠(yuǎn)的人，常是愿意去做，并愿意去冒險(xiǎn)的人。“穩(wěn)妥”之船，從未能從岸邊走遠(yuǎn)。--戴爾．卡耐基。3、人生就像一杯沒有加糖的咖啡，喝起來是苦澀的，回味起來卻有久久不會(huì)退去的余香。4、守業(yè)的最好辦法就是不斷的發(fā)展。5、當(dāng)愛不能完美，我寧愿選擇無悔，不管來生多么美麗，我不愿失去今生對(duì)你的記憶，我不求天長地久的美景，我只要生生世世的輪回里有你。流體力學(xué)在制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用流體力學(xué)在制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用1、不要輕言放棄，否則對(duì)不起自己。2、要冒一次險(xiǎn)!整個(gè)生命就是一場冒險(xiǎn)。走得最遠(yuǎn)的人，常是愿意去做，并愿意去冒險(xiǎn)的人。“穩(wěn)妥”之船，從未能從岸邊走遠(yuǎn)。--戴爾．卡耐基。3、人生就像一杯沒有加糖的咖啡，喝起來是苦澀的，回味起來卻有久久不會(huì)退去的余香。4、守業(yè)的最好辦法就是不斷的發(fā)展。5、當(dāng)愛不能完美，我寧愿選擇無悔，不管來生多么美麗，我不愿失去今生對(duì)你的記憶，我不求天長地久的美景，我只要生生世世的輪回里有你。第七節(jié)流體力學(xué)在造紙工業(yè)中的應(yīng)用■紙漿流動(dòng)機(jī)理湍流理論在紙頁成形中的應(yīng)用中濃紙漿的流體化涂料流變學(xué)紙漿流動(dòng)的機(jī)理■造紙的原料是一種纖維懸浮液,在工程上稱為紙漿,由漿廠生產(chǎn)。紙漿是固(纖維)、液(水)和少量空氣同時(shí)存在的三相混臺(tái)體。影響因素很多,流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜。對(duì)紙漿流動(dòng)機(jī)理的研究成果,直接應(yīng)用于輸送管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、紙頁成形機(jī)理的研究和新設(shè)備的研制方面。物理實(shí)驗(yàn)是傳授科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ慕虒W(xué)活動(dòng)，它蘊(yùn)含著極其豐富的創(chuàng)新教育內(nèi)容。但從當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀看，還存在著不少制約學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc創(chuàng)新能力培養(yǎng)的不合理因素，這主要反映在：(1)教材上只給出實(shí)驗(yàn)的儀器、方法、結(jié)論和分析，忽視了實(shí)驗(yàn)的理論背景和設(shè)計(jì)的思想過程；(2)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法“照本宣科”，全班學(xué)生同步整齊地按實(shí)驗(yàn)冊(cè)上統(tǒng)一的操作步驟機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)；(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師具有絕對(duì)的權(quán)威，學(xué)生只能被動(dòng)接受，在一定程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)人才的素質(zhì)要求，就必須切實(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，下面談?wù)劰P者的一些做法。一、突出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于那些載入史冊(cè)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，我們要盡量再現(xiàn)其巧妙的設(shè)計(jì)、獨(dú)到的方法、深刻的分析。引導(dǎo)學(xué)生去追溯物理學(xué)家思考、研究問題的源頭，從中汲取設(shè)計(jì)思想的營養(yǎng)。例如，伽利略運(yùn)用斜面來研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為什么選用斜面?看似信手拈來，其實(shí)獨(dú)具匠心，他是以此達(dá)到“沖淡重力、放大時(shí)間”的目的，從而克服了當(dāng)時(shí)測量工具精度不高的局限。對(duì)于教材中大量的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，我們絕不能僅滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)論的重復(fù)，而要突出實(shí)驗(yàn)思想上的探索性，盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做?”“換一種方法行不行?”以此來啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出解決問題的方案，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。二、加強(qiáng)探索性實(shí)驗(yàn)所謂探索性實(shí)驗(yàn)，是由教師給出實(shí)驗(yàn)課題，提出實(shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，獨(dú)立構(gòu)思，設(shè)計(jì)擬定實(shí)驗(yàn)方案和步驟，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察、分析、推理、判斷、總結(jié)，得出結(jié)論的一種實(shí)踐活動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探索性，有意識(shí)地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探索情境，通過設(shè)計(jì)一些探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中探求新知識(shí)，親身經(jīng)歷探索知識(shí)的全過程。例如，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“研究橡皮筋的伸長和外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。要求用一根較長的橡皮筋，20g的槽碼和槽碼鉤各一只，細(xì)繩一段，請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究橡皮筋伸長和所受拉力的關(guān)系，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。教師在指導(dǎo)過程中可提出下列問題：1、你打算用什么方法獲得比20g所受重力更大的拉力?2、如何確定橡皮筋的伸長和拉力的大小?3、請(qǐng)你猜想一下：橡皮筋的伸長和拉力的圖像是什么樣的?4、你準(zhǔn)備怎樣處理數(shù)據(jù)和作圖?5、你作出的圖像有什么特點(diǎn)?怎樣解釋?6、在逐漸加大拉力作出圖后，再逐漸減小拉力，回到原來的初始拉力大小，再作圖像，這兩條圖線是否重疊?這能說明什么問題?在作出必要的指導(dǎo)后，讓學(xué)生自己購置橡皮筋，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己操作測量，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，自己推證有關(guān)結(jié)論。顯然，這是學(xué)生自己探索、實(shí)踐發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象、方法、規(guī)律，而不是教科書和其他人塞給的現(xiàn)成的結(jié)論。在未來的應(yīng)用中，自然可以得心應(yīng)手。三、充分運(yùn)用自制教具、先進(jìn)技術(shù)與手段，優(yōu)化原有實(shí)驗(yàn)單憑教科書的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，“照本宣科”地教學(xué)，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們還應(yīng)補(bǔ)充、更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)常新，使實(shí)驗(yàn)貼近生活、貼近新科技發(fā)展方向，拉近物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代生活的距離。盡可能選用學(xué)生所熟悉的材料，最簡單的材料，最常見的材料做實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生富有親切感、新奇感、熟知感，建立起牢固的物理表象。例如用激光小電筒做光實(shí)驗(yàn)；用塑料可樂瓶做氣體體積與壓強(qiáng)關(guān)系應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)；用話筒(傳聲器)，收音機(jī)(音頻信號(hào)放大器)、磁棒、線圈等簡單的零件演示無線電通信等。對(duì)于那些由于儀器體積小，可見范圍小，可供觀察的現(xiàn)象有限，或由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過快、過慢、過微，學(xué)生難以觀察清楚的實(shí)驗(yàn)，我們還可以采用多媒體技術(shù)，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，變看不見為看得見，變靜為動(dòng)，讓學(xué)生想象無法親身實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，使學(xué)生獲得具體、明確的感性認(rèn)識(shí)，有利于學(xué)生形成鮮明的表象思維，為概念的建立、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用奠定必要的基礎(chǔ)。應(yīng)用題教學(xué)是義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程的重要目標(biāo)之一，因此解決應(yīng)用題教學(xué)在數(shù)學(xué)教學(xué)中有著重要的作用。它既是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維的過程，又是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑。由于農(nóng)村小學(xué)生的抽象概括能力較差，多數(shù)學(xué)生在解答應(yīng)用題時(shí)存在一定困難。要改變這種情況，筆者認(rèn)為通常做好以下三方面的工作。一、結(jié)合實(shí)際問題，教學(xué)生學(xué)會(huì)認(rèn)真審題應(yīng)用題的難易不在數(shù)據(jù)的多少，而是由數(shù)量關(guān)系的復(fù)雜程度所決定的。小學(xué)教材中設(shè)計(jì)了豐富多彩的現(xiàn)實(shí)素材，如貨物裝車、公園購票、集體租船、收集數(shù)據(jù)等。農(nóng)村小學(xué)用CAI課件或掛圖出示它們是不可能的，所以結(jié)合教材情境圖，教師引導(dǎo)學(xué)生理解題意十至關(guān)重要的。較適應(yīng)讓學(xué)生說出來：你了解了那些相關(guān)信息？條件是什么？問題是什么？這樣就能在情景實(shí)現(xiàn)中使學(xué)生逐步形成探索數(shù)學(xué)問題的興趣與欲望。沒有情境圖的應(yīng)用題怎么辦呢？教師應(yīng)嘗試用學(xué)生可以理解的簡單形式，采用生動(dòng)有趣的事例呈現(xiàn)出來。二、教師說理與學(xué)生自主探索相結(jié)合，加強(qiáng)數(shù)量關(guān)系的分析數(shù)量關(guān)系是應(yīng)用題中已知數(shù)量與未知數(shù)量之間的關(guān)系。低年級(jí)數(shù)學(xué)中單應(yīng)用題的數(shù)量關(guān)系，實(shí)際上是四則運(yùn)算的算理與結(jié)構(gòu)。首先，師生要重視教學(xué)中的分析與說理。我們的學(xué)生往往不重視列出算式的過程，不分析應(yīng)用題中的敘述語言，而把很快列出了一個(gè)算式看得太重要，所以算式錯(cuò)誤的幾率很大。對(duì)每一道題的算法，教師不要認(rèn)為很簡單，草率對(duì)待，而是要認(rèn)真說理，放手讓學(xué)生自主探索，使學(xué)生能夠?qū)?shù)量關(guān)系從文字情節(jié)中抽象出來，納入到已有的概括中去。從而避免僅靠某些詞語的臆斷或盲目選擇算法的錯(cuò)誤。其次，要采用多種訓(xùn)練形式，了解應(yīng)用題基本結(jié)構(gòu)。教學(xué)時(shí)可以提問題、填條件、對(duì)比練習(xí)、猜測與交流等活動(dòng)，明確已知條件與問題之間的聯(lián)系。這不僅可以使學(xué)生獲得充分解決問題的經(jīng)驗(yàn)，了解應(yīng)用題的結(jié)構(gòu)，而且為學(xué)生掌握解決問題的基本策略、體驗(yàn)解決方法的多樣性提供了有效而豐富的資源。另外，教師不要為了完成任務(wù)而包辦代替，而要讓學(xué)生自己去歸納、總結(jié)，盡量讓學(xué)生自己去思考、列式，并對(duì)好的方法給予肯定，使出錯(cuò)的學(xué)生明白錯(cuò)在何處。三、注重培養(yǎng)學(xué)生靈活的計(jì)算能力，掌握正確的解題步驟四則計(jì)算的知識(shí)與能力是小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。通過計(jì)算可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的密切聯(lián)系，體會(huì)到數(shù)學(xué)是解決問題的重要工具，從而感受數(shù)學(xué)的價(jià)值。在應(yīng)用題教學(xué)中，完成列式只解決了“為什么這樣”的問題，而計(jì)算則是解決了“怎樣解答”的問題。問題解決的對(duì)不對(duì)，計(jì)算過程與結(jié)果是否正確，學(xué)生一定要自我評(píng)價(jià)，對(duì)的強(qiáng)化，不對(duì)的反饋糾正。因此教師一定要教給學(xué)生計(jì)算法則和驗(yàn)算方法，由師生共同完成過渡到在教師指導(dǎo)下進(jìn)行，最后發(fā)展成學(xué)生獨(dú)立完成。做一件事要有始有終，在應(yīng)用題的教學(xué)中，寫答案是非常重要的，要教育學(xué)生重視寫答案，學(xué)會(huì)寫完整的答案。綜上所述，應(yīng)用題的教學(xué)是整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)的重、難點(diǎn)，學(xué)生對(duì)應(yīng)用題的結(jié)構(gòu)、基本數(shù)量關(guān)系和解題方法掌握得如何，是他們解決問題能力的綜合表現(xiàn)，這對(duì)農(nóng)村小學(xué)教師是更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。第七節(jié)流體力學(xué)在造紙工業(yè)中的應(yīng)用■紙漿流動(dòng)機(jī)理湍流理論在紙頁成形中的應(yīng)用中濃紙漿的流體化涂料流變學(xué)紙漿流動(dòng)的機(jī)理■造紙的原料是一種纖維懸浮液,在工程上稱為紙漿,由漿廠生產(chǎn)。紙漿是固(纖維)、液(水)和少量空氣同時(shí)存在的三相混臺(tái)體。影響因素很多,流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜。對(duì)紙漿流動(dòng)機(jī)理的研究成果,直接應(yīng)用于輸送管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、紙頁成形機(jī)理的研究和新設(shè)備的研制方面。■1.流動(dòng)狀態(tài)根據(jù)纖維濃度的高低,可把紙漿分為四類:濃度∝≤0.6%時(shí),為極低濃紙漿,具有與水流近似的性質(zhì);濃度0.6%≤c≤6%,為低濃紙漿,有一定流動(dòng)性,可用普通離心泵輸送濃度6%≤c≤15%,為中濃紙漿,流動(dòng)性能大大減弱;濃度>15%時(shí),為高濃紙漿,屬于粘彈性體目前國內(nèi)的制漿造紙過程多在低濃條件下進(jìn)行■對(duì)于低濃紙漿,當(dāng)流速不大時(shí),纖維要交織成連貫的網(wǎng)絡(luò)叫網(wǎng)絡(luò)塞體,纖維之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在管內(nèi)像塞子一樣向前滑移,網(wǎng)絡(luò)與管壁之間存在一層很薄的水膜叫水環(huán),這種流動(dòng)稱為塞流,如圖1a所示隨著流速的增大,管壁剪應(yīng)力的提高,破壞了網(wǎng)絡(luò)塞體的穩(wěn)定性,使網(wǎng)絡(luò)塞體逐漸被分散.進(jìn)入水環(huán)流,水環(huán)厚度亦逐漸增大,這個(gè)流動(dòng)區(qū)間稱為混流,它十分類似于牛頓型流體的過渡流,如圖1b所示.所有研究都證實(shí),旦網(wǎng)絡(luò)塞體完全分散時(shí),紙漿流就進(jìn)入湍流狀態(tài),湍流的速度剖面圖如圖1c所示水環(huán)流塞流中纖維網(wǎng)絡(luò)與管壁之間的水環(huán)是很薄的水膜.實(shí)驗(yàn)研究證明,水環(huán)厚度可用下面分式進(jìn)行預(yù)測8=14x10-c■式中為纖維濃度(%),“為管內(nèi)平均流速(m/s).由此可見,纖維濃度愈高,水環(huán)愈薄,而流速愈高,水環(huán)愈厚關(guān)于水環(huán)流本身的機(jī)理,例如它對(duì)壓頭損失的影響,是否可以認(rèn)為是塞流狀態(tài)下的邊界層等,還有待進(jìn)一步研究2、紙漿輸送過程中壓頭損失的預(yù)測方法紙漿翰送所消耗的功率一般占制漿造紙過程所需總功率的41%,因此,優(yōu)化管路系統(tǒng)設(shè)計(jì),降低輸送紙漿的功率損耗就減為造紙廠的重要節(jié)能指施,預(yù)測管路壓頭損失就成為其中的關(guān)鍵問題.由于纖維的存在,給實(shí)驗(yàn)研究帶來固難,因此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和研制測試儀表也是壓頭損失實(shí)驗(yàn)研究的重要方面由于紙漿流動(dòng)機(jī)理與單相的牛頓流體不同,其原頭損失不但與流速和管徑有關(guān),還同纖維濃度種類與溫度有關(guān),已有不少實(shí)驗(yàn)公式和圖表應(yīng)用于紙漿翰送中的壓頭損失計(jì)算,圖3是瑞典制漿造紙工業(yè)通用的全套圖表中的一幅+(2)是里格(RE公式△h=144221式中,C與式(1)袤示的意義相同,d為管道內(nèi)徑(mm),由紙漿類型而定.壓頭損失圖表使用較為方便根據(jù)流速管經(jīng)及波度就可從圖中查出壓頭損失.為了便于比,郾中還給出了在同樣條件下普通水流醫(yī)頭損失的曲