纤维板因其具有优良的物理力学性能、装饰性能以及加工性能得到广泛应用,纤维分离是纤维板生产的重要环节。磨片作为纤维分离的执行部件,其性能关系到纤维板产品的质量与成本,磨片齿槽结构是影响磨片纤维分离性能及纤维分离质量的重要因素之一。本文旨在通过理论分析、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟以及实验研究等手段,以影响纤维运动状态显著的齿槽结构为主要研究对象,研究磨片齿槽结构对纤维流动特性及磨片纤维分离性能的影响规律,为设计具有扭转曲面齿槽结构的新型磨片提供理论依据。本文阐述了国内外磨片热磨原理的研究现状,论述了齿刃比负荷、齿面比负荷以及要素C(C-Factor)等热磨理论及应用差异性;根据热磨法纤维分离原理,分析了木片在磨片不同区域的解离过程,为磨片性能评价及齿槽内木纤维运动数学模型建立奠定基础。本文基于纤维原料在磨片研磨区的流体运动特征,运用流体运动学理论,建立木纤维沿齿槽运动的数学模型,求解木纤维沿齿槽流动的二维N-S方程及运动轨迹方程,得到木纤维在齿槽流场中的二维运动规律;通过粘性流体运动能量损失计算公式分析影响齿槽内木纤维运动能量损失的齿槽结构参数,为磨片齿槽结构优化设计提供理论依据及优化方向。本文建立磨片流场三维模型,对三维模型进行网格划分,构建与真实流场高度拟合的流场网格模型;计算分析齿槽流场的压力、速度分布规律以及纤维质点的三维运动轨迹,完善纤维流体在磨片流场中的运动规律;分析磨片齿槽结构参数对纤维流动状态的影响,通过对比不同磨片齿槽流场数值模拟结果,提出了设计具有扭转曲面齿槽结构磨片的构想。根据磨片流场特性数值模拟研究,设计具有扭转曲面齿槽结构的新型磨片,利用梯形齿槽磨片与新型磨片在相同工况下对木材原料进行纤维分离实验,通过理论与实验分析综合评价了扭转曲面齿槽磨片性能。新型磨片具有较好的纤维分离性能,验证了磨片流场特性数值模拟研究所得结论和新型磨片结构设计的合理性。课题研究为纤维制备质量提高和降低生产成本提供新思路,为新型齿槽结构磨片的设计提供理论支撑,提升了国内针对磨片齿形结构的研究水平,并以此促进纤维制备向高质量、低能耗的方向发展,推动我国纤维板制造装备产业的技术创新与科技进步。