磨浆过程是实现纤维分离及纤维形态改变的重要步骤,是纤维及浆料性能参数能否满足纸张性能要求的关键。盘磨机是应用最为广泛的磨浆设备之一,其磨盘齿型参数会直接影响磨浆过程中的能耗、浆料及纤维性能的改善。目前,等距直齿磨盘是应用最为广泛的磨盘之一,其齿型参数可调节性强、适用范围广,但未有适宜的理论和方法用于磨浆过程强度表征及磨盘的设计,且磨浆过程中浆料及纤维性能变化与磨盘齿型、控制参数之间关系不明确,这限制了磨浆过程的优化,使得浆料质量的提升、过程的节能降耗较难实现。基于以上问题,本研究以常见的等距直齿磨盘为研究对象,对低浓磨浆过程进行了强度模型及磨浆动力学的研究,主要研究内容如下:（1）等距直齿磨盘磨浆过程有效强度模型的研究。结合当量磨齿长度及动盘磨齿滑动总长度,阐述了磨齿切断长的表征意义,分析了等距直齿磨盘齿宽、槽宽、磨齿倾角及单组磨齿中心角与不同磨齿综合表征参数的关系。发现单个磨齿交错区域的净切向力(ftnet)、改进型边缘负荷（MEL）及Kerekes改进比边缘负荷(SELkerekes)可表征所有等距直齿磨盘磨浆过程的强度,而应用广泛的比边缘负荷（SEL）仅适用于具有相同角参数的等距直齿磨盘磨浆过程表征。通过考量齿高、挡坝数量、挡坝高度及伪配置磨盘结构对于磨齿平均交错角及当量磨齿交错区域数量的影响,构建了单个磨齿交错区域净切向力(ftnet)及法向力(fnnet)通用模型。（2）基于等距直齿磨盘磨浆过程中的单个磨齿交错区域的净切向力(ftnet),提出了以单组磨齿总长度为核心参数的等距直齿磨盘设计方法。通过分析特定浆料及特定类型的磨浆过程,选择合理的ftnet目标值,进而获得当量磨齿总长度及单组磨齿长度。通过建立不含挡坝的中心配置及伪配置直齿磨盘的单组磨齿长度计算式,实现磨盘齿型参数的优化设计;类似地,针对含挡坝等距直齿磨盘,将当量磨齿长度合理分配至磨齿及挡坝,得到单组磨区挡坝数量的计算方法,最终实现挡坝数量及齿型参数的优化设计。（3）搭建了低浓磨浆过程磨盘磨浆特性研究实验平台,通过不同齿型参数磨盘的磨浆实验研究了不同磨浆强度对磨浆过程中浆料打浆度及纤维平均长度变化的表征性能。发现单个磨齿交错区域净切向力(ftnet)是目前唯一具有物理意义且能够有效表征等距直齿磨盘磨浆强度的强度模型,除此之外,经验改进型边缘负荷（MEL）亦能有效表征此类磨浆过程。但有效磨浆强度对低浓磨浆过程中浆料打浆度及纤维平均长度的表征作用是不同的,相同磨浆能耗时,低浓磨浆过程对于纤维的切断作用随着有效磨浆强度的增加而增强;对于磨浆打浆度的变化而言,有效磨浆强度对于不同磨盘在相同磨浆条件下浆料打浆度的变化具有较好的表征作用,而对于相同磨盘的不同磨浆强度磨浆过程而言,磨浆能耗是控制浆料打浆度变化的关键参数,而非有效磨浆强度。（4）通过建立适用于针叶木浆料及针叶阔叶混合浆料磨浆过程中浆料打浆度及纤维平均长度变化的动力学模型,探究了等距直齿磨盘低浓磨浆过程中浆料打浆度及纤维平均长度的变化。研究表明,针叶木浆料及针叶阔叶混合浆料的低浓磨浆过程,浆料打浆度及纤维平均长度随磨浆能耗的变化分别为S型及反S型曲线,两者随比能耗的变化可用三次函数来表示;本研究基于此建立了浆料打浆度及纤维平均长度与磨浆能耗的幂函数模型,发现不同磨盘的磨浆过程具有不同特征能耗、特征打浆度（或纤维平均长度）等特征参数。经对比发现,表征模型计算所得浆料打浆度及纤维平均长度与实验值具有较好的相关性,尤其以对打浆度的表征作用更为相关。（5）研究了平均磨齿交错角及当量挡坝数量等齿型参数对于纸张抗张、撕裂指数及松厚度的影响,实现了低浓磨浆过程等距直齿磨盘齿型参数的优化。本文将磨浆能耗及磨齿交错区域平均数量引入到纸张抗张、撕裂指数及松厚度的幂函数模型中,发现磨浆能耗及磨齿交错区域平均数量的引入有助于提升幂函数模型对纸张性能参数的表征效果;相同磨浆能耗下,存在临界平均磨齿交错角使得纸张抗张及撕裂指数最大,其范围分别为30°～50°、35°～60°,而松厚度随磨齿平均交错角的增大而降低;相同磨浆能耗时,随着当量挡坝数量的增加,纸张抗张指数降低,撕裂指数及松厚度升高。本文基于当量磨齿总长度及动盘磨齿滑动总长度阐述了比边缘负荷（SEL）理论的意义及其应用的局限性;建立了适用于等距直齿磨盘低浓磨浆过程表征的强度模型,并基于此提出了等距直齿磨盘的设计方法,为等距直齿磨盘的磨浆过程表征及齿型参数的设计提供了理论基础;通过磨浆过程中浆料及纤维变化的动力学模型及纸张性能的表征模型研究,对磨浆过程角参数及挡坝参数进行了优化,为磨盘的参数化设计及磨浆过程的优化提供新思路及方法。