6. Cấu trúc luận án
1.4.3. Lực tác dụng trên răng đĩa nghiền
Lực tác dụng trên răng đĩa nghiền là một đại lƣợng quan trọng, đƣợc nhiều nghiên cứu quan tâm [12], . Hầu hết các nghiên cứu đều cho rằng, lực tác dụng trên răng đĩa khi nghiền bao gồm ba thành phần: lực pháp tuyến (lực nén), lực tiếp tuyến (lực cắt) và lực cạnh (edge force). Tƣơng quan của các thành phần lực trên răng đĩa khi nghiền đƣợc minh hoạ trên hình 1.18 [55].
Lực pháp tuyến có tác dụng gây nén búi sợi trong quá trình nghiền [55]. Thành phần lực tiếp tuyến chính là lực ma sát thuỷ động (hydrodynamical force) giữa bề mặt răng và búi sợi. Thành phần lực cạnh (conner/edge force) tác động lên sợi khi cạnh của răng đĩa tiếp xúc với búi sợi. Thông thƣờng, lực này tác động trong thời gian ngắn và có cƣờng độ lớn. Các giá trị lực đã đƣợc mô hình hoá và tính toán thông qua nhiều nghiên cứu [55].
Hình 1.18. Lực tác động lên sợi bột giấy trong quá trình nghiền [55]
Trong quá trình nghiền, tác động cơ học của răng nghiền lên bó sợi làm cho sợi bị va đập, bị chà xát, bị kéo, nén. Những tác động này làm cho các sợi nhỏ trên bề mặt sợi bị mỏi và bị phân lớp (delamination) (xem minh hoạ trên hình 1.19).
Hình 1.19. Giản đồ về sự phân lớp ngoài của sợi do mỏi [55].
Việc hiểu rõ bản chất lực tƣơng tác giữa răng đĩa và búi sợi khi nghiền có thể giúp cho việc tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm răng đĩa theo độ bền. Tuy nhiên, các giá trị lực này khá nhỏ để có thể gây nguy hiểm về độ bền cho răng đĩa. Thông thƣờng, phân tích lực đƣợc quan tâm nhƣ một cách tiếp cận khác để tính toán xác định năng lƣợng riêng trên răng đĩa nghiền. Hầu hết các nghiên cứu đều sử dụng thông số năng lƣợng tiêu thụ để đánh giá hiệu quả năng lƣợng khi nghiền.
Các lực tác động lên xơ sợi là nguyên nhân chính tạo nên sự thay đổi hình dạng, cấu trúc của xơ sợi. Chính hình dạng, cấu trúc xơ sợi quyết định đến chất lƣợng bột nghiền và độ bền của giấy thành phẩm. Sự thay đổi cấu trúc xơ sợi dƣới các tác động cơ học của quá trình nghiền đƣợc trình bày trong phần dƣới đây.