那么，中濃打漿為什么會(huì)具有如此明顯的優(yōu)越性呢？我們?cè)谠写驖{理論的基礎(chǔ)上對(duì)之進(jìn)行了長時(shí)間的研究，從實(shí)驗(yàn)室小試、中試及生產(chǎn)規(guī)模對(duì)之進(jìn)行了一系列探索，希望所得研究結(jié)果能對(duì)中濃打漿的機(jī)理作一較為清晰的解釋，為中濃打漿在生產(chǎn)上的應(yīng)用產(chǎn)生一定的指導(dǎo)意義。

1中濃打漿機(jī)理

鑒于漿料在主要原因區(qū)受力的復(fù)雜性和多變性，對(duì)于盤磨機(jī)打漿機(jī)理目前仍是眾說紛紜，在眾多的打漿理論中，“有效緣角載荷”理論及“有效表面載荷”理論是其中較有影響的兩種。

1．1 “有效緣角載荷”理論
有效緣角載荷理論
*Brecht&Siewers1966 兩個(gè)表示磨漿的參數(shù)：
*凈能量輸入（SRE）=磨漿量
*有效緣角載荷（SEL）=磨漿的程度

凈功率（kW）=總功率（kW）— 空載功率（kW）
切斷速度（km/s）=切斷長（km/轉(zhuǎn)）x轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/s）

“有效緣角載荷”理論假定當(dāng)纖維束或纖維絮團(tuán)在刀刃前角之間（即刀齒角對(duì)角作用階段，如圖1）被擠壓時(shí)有效磨漿作用開始，接著就是磨齒角與面作用階段，這個(gè)階段繼續(xù)進(jìn)行，直到磨齒前刃達(dá)到相對(duì)磨齒的后角為止?！坝行Ь壗禽d荷”理論完全沒有考慮到磨齒寬度的影響（如圖2），它只描述了在磨漿過程中傳遞到漿料纖維上的凈磨漿能量。

為了克服該理論的不足，進(jìn)而發(fā)展了“有效表面載荷”理論，這個(gè)理論相對(duì)前者較為合理。因?yàn)樗仍械摹坝行Ь壗禽d荷”理論更為精確，磨漿數(shù)量由磨齒碰擊次數(shù)和每次碰擊的能量來描述，磨漿的性質(zhì)由磨漿時(shí)磨齒碰擊的強(qiáng)度和碰擊長度來表示。該理論中的有效主要原因漿能量是三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，它是由磨漿時(shí)磨齒碰擊次數(shù)、真正的磨漿強(qiáng)度和碰擊長度的乘積而得到，能量以不同的方式傳遞給漿料纖維，該理論實(shí)踐證明較適合于低濃漿。

1．2“有效表面載荷”理論
*Jorma Lumiainen 1990
*以“有效緣角載荷”理論為基礎(chǔ)磨漿量（SRE）
*磨漿時(shí)的刀棒碰擊次數(shù)（IN）
*每次碰擊的能量（IE）磨漿性質(zhì)
*刀棒碰擊強(qiáng)度（SSL）
*碰擊長度（IL）
“有效表面載荷”理論公式

但經(jīng)過深入分析不難發(fā)現(xiàn)，上面所提的“有效緣角載荷”理論和“有效表面載荷”理論雖然有一定的參考價(jià)值，但同時(shí)存在著諸多缺陷：（1）它只適用于低濃盤主要原因打漿，上述理論的基礎(chǔ)認(rèn)為打漿作用緣于磨齒對(duì)纖維的機(jī)械作用，而沒有考慮到在漿家增加時(shí)，打漿作用主要是靠纖維間磨擦力而非磨齒的機(jī)械剪切作用。上述理論對(duì)纖維間摩托車擦力未涉及，用之解釋中濃打漿具有“先天不足”，充其量只能對(duì)占次要作用的機(jī)械剪切作用做了闡述。（2）真正的纖維改變?nèi)Q于磨齒間纖維的數(shù)量，而這一點(diǎn)卻被上述理論所忽略。（3）上述兩種理論假想前提簡(jiǎn)單，模型結(jié)構(gòu)不盡合理，不能綜合地表示出盤磨機(jī)中濃打漿作用機(jī)理。

我們認(rèn)為：在微觀領(lǐng)域探討盤磨機(jī)打漿機(jī)理雖能使人在一定意義上對(duì)打漿作用有更深層次的認(rèn)識(shí)，但考慮到研究的復(fù)雜性及磨區(qū)纖維受力的多變性、不確定性，這些理論的實(shí)踐指導(dǎo)意義不能不令人心存疑問，難免有“一葉障目”之嫌。其實(shí)作為一個(gè)包含很多變量因素的大變量集合體，單純地就某一個(gè)或某幾個(gè)因素來研究，其所得結(jié)果都不免是片面的，不盡科學(xué)的。對(duì)于盤磨機(jī)中濃打漿，從宏觀角度、利用“黑箱”方法來探索，不失為一個(gè)較好途徑。雖然纖維在磨區(qū)受力異常復(fù)雜，對(duì)漿料的作用力千變?nèi)f化，但我們不妨把漿料作為一個(gè)作用對(duì)象，磨片對(duì)漿料的作用力綜合為一個(gè)大變量，該變量作用于漿料這個(gè)對(duì)象的結(jié)果即為打漿質(zhì)量。從這個(gè)角度出發(fā)，利用不同條件下漿料流體力學(xué)變化及由此而導(dǎo)致的對(duì)漿料纖維作用力的改變來解釋中濃打漿機(jī)理更易于令有接受，而且在生產(chǎn)上更具有指導(dǎo)意義。

2“流變效應(yīng)”對(duì)中濃打漿機(jī)理的解釋

低濃下的漿料可視為一種特殊的懸浮液：水為主體，少量纖維浮于其中，由于濃主較低，整個(gè)懸浮液與水的性質(zhì)差別不大。利用傳統(tǒng)的雙盤磨低濃打漿時(shí)，由于磨片擋壩較少且漿料流動(dòng)性好，大多數(shù)纖維由齒槽離心甩出而沒有受到打漿作用，少數(shù)纖維受磨齒機(jī)械剪切作用而被橫向切斷或細(xì)纖維變化，這必然造成纖維長度、細(xì)纖維化程度很不均勻，導(dǎo)致成紙強(qiáng)度、平滑度、適應(yīng)性能較差。企業(yè)為了改善打漿狀況不得不減少絕干漿通過量以延長纖維打漿作用時(shí)間，另外以采取靠調(diào)小磨盤間隙以求改善纖維的打漿效果，這一方面造成打漿電流急劇升高、打漿時(shí)間延長而導(dǎo)致打漿能耗大增，同時(shí)，為求高打漿度而造成纖維過度切斷、濕重過小而造成網(wǎng)部脫水困難、細(xì)小纖維流失大、車速難以提高等弊病。

般認(rèn)為：漿料的流動(dòng)性能與漿料濃度關(guān)系密切，在較低濃度時(shí)，一定范圍內(nèi)漿料流動(dòng)性與濃度關(guān)系不大，這種漿料濃度適用極限是隨著纖維種類和用于測(cè)量的儀器類型不同而有差異，但數(shù)值通常在1.5%左右，這種濃度下的漿料中，纖維網(wǎng)絡(luò)具有很低的剪切強(qiáng)度，使得它對(duì)介質(zhì)的流動(dòng)性質(zhì)影響微不足道。而在濃度超過6%的中濃范圍內(nèi)，“非牛頓”粘度隨著纖維濃度的增大而激增，漿料的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)剪切強(qiáng)度就越大。

一般而言：漿料濃度越大，其偏離于水流的物理力學(xué)性質(zhì)就越遠(yuǎn)。中濃打漿時(shí)，漿料的流動(dòng)性已完全不服從于牛頓粘性定律，而是服從于非牛頓液體的內(nèi)摩擦定律，更確切地講，中濃（6%-12%）狀態(tài)下的漿料可視為一種擬塑性流體，流體的內(nèi)摩擦定律可
用下式表示:
式中：τ—為非牛頓性剪切應(yīng)力，中濃打漿可看作是漿料纖維間內(nèi)摩擦力
K—非牛頓液體的均勻系數(shù)
n—流體流特征系數(shù)
均勻系數(shù)K表示非牛頓性流體的一致性程度，亦即非牛頓液體的“濃度”，K越大即濃度越大，流體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間的力，亦即纖維之間內(nèi)摩托車擦力也越大。由于流體動(dòng)力、纖維間內(nèi)聚力和纖維表面靜電力等的作用使得每根纖維進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而在纖維間交纏、聯(lián)結(jié)而形成纖維網(wǎng)絡(luò)體，隨著漿濃增大，這種纖維網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。在中濃（6%-12%）打漿情況下，由于動(dòng)、定盤之間極大的轉(zhuǎn)速梯度 極大，而由上式可知在纖維間會(huì)產(chǎn)生巨大的內(nèi)摩擦力τ；再者，由于磨片的結(jié)構(gòu)使得漿料在動(dòng)、定盤之間跳躍迂回運(yùn)行。在該過程中，漿料整體來看呈現(xiàn)較強(qiáng)的湍流動(dòng)，就單根纖維而言，在中濃打漿過程中雖然也會(huì)受到機(jī)械剪切作用，但更主要的是受與之相鄰的纖維間巨大的內(nèi)摩擦力。在該力的作用下發(fā)生細(xì)胞壁的位移、壓潰、縱向分絲帚化乃至進(jìn)一步的內(nèi)外細(xì)纖維化等。較之于低濃打漿，中濃打漿成漿帚化率明顯提高，同時(shí)，纖維長度保留較好，纖維本身強(qiáng)度損失較小，這一點(diǎn)亦為電鏡掃描所證實(shí)（見圖3，圖4）。

顯然，中、低濃打漿流體性質(zhì)的差別導(dǎo)致打漿效果的明顯差異，而造成這種差異的主要原因是漿料濃度不同而導(dǎo)致的漿料力學(xué)及漿料內(nèi)部作用的迥然不同?；谶@種看法，我們把中濃打漿表現(xiàn)出的明顯優(yōu)于低濃打漿的細(xì)纖維化、分絲帚化現(xiàn)象稱之為“流變效應(yīng)”。

本研究認(rèn)為：中濃打漿較之于低濃打漿所呈現(xiàn)的特性是無法用以前的打漿理論，諸如“有效緣角載荷”理論和“ 有效表面載荷”理論所能解釋的。只有將上述理論與“流變效應(yīng)”結(jié)合起來,才能對(duì)中濃打漿機(jī)進(jìn)有一更另清晰、更加全面的認(rèn)識(shí)，也只有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，才能對(duì)生產(chǎn)上較好地運(yùn)用該高新技術(shù)及設(shè)計(jì)合適的中濃打漿設(shè)備、適宜的中濃打漿用磨片提供理論上的指導(dǎo)。

（轉(zhuǎn)載）