Stock flow through a drum screen

Abstract

Tässä diplomityössä haluttiin mallintaa kuidutusrummun toimintaa Fluent virtausmallinusohjelman avulla. Aikaisempi tieto ja kehitystyö on perustunut kokemukseen ja käytännön kokeisiin. Kehitystyön alkuaikoina on suoritettu muutamia laskelmia koskien rummun tuottoa mutta sen jälkeen ei toimintaa ole laskennallisesti kuvattu. Työn ensimmäinen osa käsittelee yleisesti keräyspaperin käsittelyyn liittyviä laitteita ja menetelmiä. Toimintaperiaatteita on kuvattu yleisellä tasolla ja FibreFlow® rumpu on sitten käsitelty muita laitteita tarkemmin. Työn toinen osa sisältää sitten laboratoriotestit paikallisilta tahteilta hankittujen näytteiden viskositeettien ja tiheyksien määrittämiseksi. Kokeet suoritettiin Kemiantekniikan osastolla Brookfield viskoosimetrillä. Joitain alustavia laskentoja tuotosta suoritettiin aikaisempien tietojen perusteella. Rumpua kun on valmistettu vuodesta 1976, on tietoa kertynyt runsaasti vuosien mittaan. Laskelmia varten valittiin mallinnettavaksi alueeksi vain yksittäinen reikä sihdistä jolle laskettiin massavirta. Käytetyt laadut olivat OCC ja DIP. Myös eri rumpukoot otettiin jossain määrin huomioon.

This Master’s Thesis aims at modeling a drum screen with Fluent CFD software. Previous data on drum pulper screens has been based on experience and experiments. Only a few scientific calculations concerning production rates through a screen have been made. The first part of this thesis is an introduction to machines and methods used for recycled paper slushing and stock treatment. Operating principles are described on a general level with a closer look at the FibreFlow® drum, its construction and operation. The second part of the thesis includes laboratory tests to find out the viscosities and densities of stock samples acquired from local mills. The viscosities were determined by means of a Brookfield viscosimeter at the Department of Chemical Engineering. Some preliminary calculations were also performed using existing drum production rate data. As the FibreFlow® drum has been manufactured since 1976, plenty of information has been gathered over the years. The calculated area was chosen to be only one hole in the screen and in addition the mass flow rate for all hole diameters used was calculated. The stock grades concerned here were OCC and DIP. A variety of different drum sizes was taken into account to a small extent.