在造纸生产中浆料的输送是极为关键的一环

   浆料与水流以及固液两相流体均有显著差异，它实则是由纤维、水以及空气共同构成的三相混合体。通常来讲，造纸车间内的浆料浓度相对较低（小于 7%），依此划分，当属低浓浆料范畴。正因为浆料中含有纤维，使其与水截然不同，故而，浆料的浓度、纤维的特性等因素决定了其独特的流动特性。相较于水流，其流动机理更为繁杂，所以浆料的流体特性对于整个造纸过程中的每一个操作单元，乃至造纸机的抄造性能和纸张的质量，都有着重大而深远的影响。由此可见，深入了解浆料的流动特性，并合理设计浆料输送方案，对于设计和运用造纸过程的工艺及设备具有极为重要的意义。

   关于浆料的流动特性，一般而言，流体在管道内的流动状态主要可分为滞流和湍流两种类型。而影响流体流动状态的要素除了流体的流速（u）外，还包括流体流经的管道直径（d）、流体的密度（ρ）以及粘度（µ），这些影响因素可通过流体的雷诺数（Re=udρ/µ）来加以体现。实验表明，当 Re≤2000 时，流体的流动类型为滞流；当 Re≥4000 时，流体的流动类型为湍流；当 Re 在 2000 至 4000 这个区间时，流体的流动类型可能是滞流，也可能是湍流。并且，在受到外界干扰的情况下，例如管道管径的改变、方向的变化以及轻微的外来振动等，都极易促使湍流的形成。雷诺数的大小反映了流体流动的湍动程度，雷诺数越大，流体内部介质之间的碰撞或混合就越剧烈，湍动的程度也就越高，内摩擦也会越大，流体的流动损失自然也就越大。

   浆料具有有别于水的特性，其流动机理极为复杂，影响因素也众多。伴随着浆料种类、浓度、流动速度、打浆度、温度以及纤维形态等的变化，浆料的流动特性也会随之发生相应改变。

   实验结果表明，当浆料的浓度处于临界浓度 0.05%以下时，每根纤维都拥有足够的活动空间，纤维之间的相互作用极小，其流动状态与水流相近。而一旦浆料浓度超过临界浓度，随着浆料浓度的不断提升，纤维相互碰撞以及相互交织的机会也随之增多，在流速较低时，便容易形成纤维网络，浓度越高，由纤维絮聚交织而成的网络就越稳定。不过，当浓度在 0.6%以下时，难以形成稳定的纤维网络，流速稍有提升，所产生的剪切力便足以使纤维网络分散。

   随着浓度的增加以及流速的不同，浆料的流动状态与水的差异也愈发显著，仅仅使用层流和湍流的概念已难以准确地进行描述。诸多文献中将浆料的流动细分为塞流、混流和湍流这三种基本流动状态。当浆料的浓度超过临界浓度后，浆料中的纤维相互碰撞的机会明显增多，已无法自由地移动。在流速较低的情况下，流动所产生的剪切力不足以破坏纤维网络，致使纤维相互交织形成一个网状塞体。在塞体靠近管壁处存在着由细小纤维和水混合而成的自由边界层，被称为水环流。在水环流中，水介质里的纤维数量极少，可以近似地认为是一薄层环状水膜。纤维之间不存在相互运动，整个网络如同塞子一般向前滑移，这种流动状态便称为塞流。随着流速的逐渐增加，管壁剪切力的提升会破坏网络塞体的稳定性，使网络塞体表面的纤维逐渐分散并进入水环流，水环厚度随之增加，直至整个网络完全分散并进入湍流为止，这个流动区间类似于水流的过渡流，即塞流和湍流同时存在。当流速提高到一定数值后，纤维网络将会全部分散，进而进入完全的湍流状态。

   不同的浆料，其塞流、混流、湍流这三种流动类型所对应的流速范围是各异的。对于同一种浆料而言，在特定的流动条件下（如温度、打浆度等），其流动类型的范围是相对固定的。浓度是决定三种流动类型转变速度的关键因素，浓度越高，流态转变所需的流速值就越大。浆料的浓度既是纤维网络形成的基本条件，也是纤维网络强度强度的基本标志。纤维网络具有一定的剪切强度，有抵抗被分散压缩的能力，也就是具备一定的固体性能。浓度越高，纤维网络的稳定性就越好，抵抗变形和分散的能力也就越大。网络强度还会受到纤维刚度、柔韧度、纤维长度等因素的影响。一般来说，纤维越长，越柔韧，刚度越好，所形成网络的强度就越大，反之则越小。此外，纤维的絮聚交织形成的网络除了浓度和速度有较为显著的影响外，浆料的种类和特性、添加的化学品等也会对其产生一定的影响。打浆度高的浆料相比打浆度低的浆料更不容易絮聚，含长纤维的浆料比纤维较短的浆料更容易絮聚。有实验证实，温度对纤维网络强度的影响并不明显。

   在造纸车间的实际生产过程中，依据工艺的要求，在很多地方都需要采用浆料的湍流输送，例如，浆料在进入筛选、净化等设备之前保持湍动状态，能够取得更好的筛选、净化效果。

   当浆料的流动处于湍流状态时，浆料中的纤维会产生不规则的脉动，纤维从而得到充分的分散。而判断浆料是否处于湍流状态，可采用达菲公式：

U=1.8C1.4

其中：U—表示浆料在管道中达到湍流时的临界速度，单位为米/秒；C—代表浆料的浓度，以百分数形式呈现。

   当浆料在管道中的流速超过临界速度 U 时，浆料的流动便处于湍流状态，流速越高，湍动的强度也就越高。在湍流区，由于具备较高的剪切力，纤维呈分散状态，纤维分散的程度被称为纤维分散指数，这与浆料的浓度和速度均有关联。浆料的浓度越高，要使浆料中的纤维达到相同的分散程度，所需要的速度也就越高；而在浆料处于同一浓度的情况下，速度越高，分散的程度就越好。

   提高浆料的流速能够增强湍动的程度，然而却无法确切反映出浆料的湍动尺寸。由于大尺寸湍动能包容纤维絮聚团，使其免受剪切力的作用，纤维无法得到良好的分散。在网部成型时，纤维絮聚团会导致纸页的不均匀。因此，对于流浆箱中上网之前的浆料，需要采用高强微湍动的流态。高强微湍流是造纸过程中造纸机流送部的浆料所期望具有的流态，也就是浆料具有高强度和小尺寸的湍动。高强度意味着湍动拥有足够的能量来分散浆料中的纤维絮聚团，小尺寸则表示湍动的尺度大致等同于浆料中纤维的平均长度，这样一来，湍动剪切力就可以作用于每根纤维，使纤维得到充分的分散。

   较为先进的流浆箱在匀浆、整流的过程中会使浆料产生高强微湍流，不过这个过程极为短暂，所以在浆料进入流浆箱之前必须确保浆料具备较高的速度和一定程度的湍动。由于管壁的粗糙程度、浆料流动方向的改变以及管道的震动等都会对浆料的湍动造成影响，为了减少这些外在因素的干扰，上浆管道通常采用内抛光管，并且尽量减少弯头或者采用小角度弯头，管道使用支架固定后再用水泥囤墩加以稳固。