環(huán)式拌膠機(jī)水冷系統(tǒng)散熱性能數(shù)值模擬分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化?

花 軍 李奕霖 李曉旭 張北龍

（1.東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所，北京 100091）

刨花施膠是刨花板生產(chǎn)的重要工序之一，直接影響板材的質(zhì)量和生產(chǎn)成本[1-2]。刨花板常用的脲醛樹脂屬于熱固型膠黏劑[3-5]，拌膠機(jī)作為刨花施膠攪拌的主要設(shè)備，工作過程中其機(jī)殼腔內(nèi)溫升的大小直接影響膠黏劑的熱固化狀態(tài)，進(jìn)而影響刨花施膠效果。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)刨花施膠過程的研究主要集中在刨花施膠控制系統(tǒng)[6-10]、施膠工藝參數(shù)[11-14]、智能建模和控制方法[15-16]、施膠設(shè)備[17-18]及膠黏劑性能[19-22]等方面，有關(guān)拌膠機(jī)水冷系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的調(diào)整以及改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以優(yōu)化水冷散熱效果的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。在工業(yè)生產(chǎn)中，主要依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，缺乏理論上的研究。

本文以刨花板生產(chǎn)中廣泛使用的單軸環(huán)式拌膠機(jī)（簡(jiǎn)稱環(huán)式拌膠機(jī)）為研究對(duì)象，對(duì)其水冷系統(tǒng)工作的傳熱原理進(jìn)行理論分析，確定影響環(huán)式拌膠機(jī)水冷散熱性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)；建立環(huán)式拌膠機(jī)溫度場(chǎng)模型，對(duì)水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)改變引起水冷散熱效果的變化趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)值模擬研究；對(duì)機(jī)殼水冷系統(tǒng)的肋片結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，為增強(qiáng)環(huán)式拌膠機(jī)水冷系統(tǒng)散熱性能、控制機(jī)殼腔內(nèi)溫升、提高刨花施膠攪拌效果提供理論依據(jù)。

1 環(huán)式拌膠機(jī)結(jié)構(gòu)及其水冷系統(tǒng)布局

環(huán)式拌膠機(jī)主要通過攪拌主軸上各個(gè)功能槳的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)施膠的刨花流在拌膠機(jī)機(jī)殼腔體內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成施膠攪拌工藝過程。……