喷气织机主喷嘴引纬流场数值模拟与实验验证

为了充分了解主喷嘴射流速度分布以便于优化喷气织机引纬系统的工艺参数,本文利用计算流体动力学软件Fluent对主喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到主喷嘴出口射流中心线上的速度分布曲线及垂直于中心线的不同截面内流场的速度等值线图。为了验证数值模拟的合理性,通过实验获取了流场中不同点的速度,并与数值模拟结果做了分析比较,最终表明：在主喷嘴出口处速度实验测试值比数值模拟值小了约60m/s,随着流场延伸两者差距不断缩小,在距主喷嘴出口70mm以后两者具有较好的一致性。主喷嘴引纬流场的数值模拟结果在生产实践中值得借鉴。     

基于CFD的喷气织机辅助喷嘴流场分析

 为了研究辅助喷嘴的流场性质,本文建立了喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行了数值模拟,得到了供气压力为0.28MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲线以及不同供气压力条件下辅助喷嘴出口的速度分布曲线。计算结果表明：供气压力为0.28MPa时,辅助喷嘴出口最大风速高达404m/s,在辅助喷嘴出口出现了负压区;随着供气压力的增加,辅助喷嘴出口风速逐渐增大,供气压力每增加0.1MPa,出口风速约增加50m/s。最后,通过与相关文献实验值的比较,证明了数值模拟方法和实验方法分析辅助喷嘴流场的一致性。     

喷气织机辅助喷嘴与异形筘结构参数对流场的影响

为深入理解辅助喷嘴引纬流场特性以及相关结构参数的影响作用,以便为引纬工艺的改善提供参考,根据实际引纬情形建立辅助喷嘴与异形筘组合流场模型。利用计算流体动力学软件Fluent对组合流场进行数值模拟,得到组合流场射流中心线上的速度分布,并通过实验验证数值模拟的合理性。以此为基础,探究异形筘下唇倾角以及辅助喷嘴喷孔与异形筘壁的距离对组合流场的影响。结果表明：辅助喷嘴组合流场出口速度的实验值小于数值模拟值,但二者整体上具有较好的一致性。供气压力为0.3MPa和0.4MPa时,异形筘下唇倾角为12°和3°时的气流速度为最优,同时辅助喷嘴喷孔与异形筘壁间的合适距离为9mm与10mm。     

喷气织机辅助喷嘴结构参数对流场特性的影响

为降低辅助喷嘴能耗,增强辅喷气流的集束性,提高生产效率和织物质量,分析了辅助喷嘴结构参数和供气压力对射流特性的影响。运用流体动力学软件Fluent对不同供气压力下单圆孔、正三角形孔和星形孔3种典型辅助喷嘴结构的三维流场模型进行数值模拟,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下3种辅助喷嘴对称面的速度云图、中心轴线速度、耗气量及引纬速度平稳性,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。并将单圆孔辅助喷嘴数值计算得到的中心线速度和径向速度与实验值进行了比较,验证了数值仿真结果的正确性。结果表明,当供气压力相同时,星形孔辅助喷嘴气流集束性、引纬平稳性最好,耗气量小,综合性能最优。     

喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计

为寻求喷气织机辅助喷嘴的最优结构来改善辅助喷嘴引纬的综合性能,建立辅助喷嘴的三维模型,利用 ＣＦＤ 软件的Ｆｌｕｅｎｔ 对辅助喷嘴引纬流场进行值模拟,得到0.3ＭＰａ 供气压力下辅助喷嘴出口射流中心线的速度曲线、辅助喷嘴入口的质量流、以及距离辅助喷嘴出口４０ ｍｍ 处截面上的速度分布。为验证辅助喷嘴结构的优化设计,通过引纬平稳性、能耗和最大流速进行综合分析。结果表明：锥角为６°的单孔辅助喷嘴综合性能最优,最大流速和引纬平稳性分别提高了4.4％和36.7％;长宽比为3.3 左右的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优,引纬平稳性提高了7.3％;双孔辅助喷嘴根据上述３ 种指标获得对应指标下的最优组合以满足实际引纬的不同要求。     

喷气织机单圆孔辅助喷嘴结构优化

为进一步降低喷气织机能耗,设计了3种不同孔径的辅助喷嘴,运用流体动力学分析模块对辅助喷嘴引纬流场进行仿真模拟,得到不同孔径下辅助喷嘴出口射流中心线的速度分布曲线。采用自主设计的实验平台获取射流中心线的速度分布,并与模拟的速度结果进行比较。对比结果证明,采用仿真模拟分析辅喷流场的准确性,可为优化辅助喷嘴结构参数,降低织机能耗提供理论参考。结果表明:供气压力为0.3 MPa时,直径为1.1 mm的辅助喷嘴能耗比直径为1.5 mm的辅助喷嘴降低了约25%。     

喷气织机辅助喷嘴流场特性与耗气量分析

为研究辅助喷嘴几何结构对喷嘴喷射效果及耗气量的影响,采用CFD软件Fluent对喷气织机辅助喷嘴流场进行数值模拟,获得了辅助喷嘴在不同供气压力、出口截面积、出口形状及喷射角下的纬纱飞行轴线气流速度分布。结果表明:随压力增大,射流速度的提升逐渐变弱,耗气量随压力呈正相关变化;喷嘴出口截面积影响射流速度和持续性,随截面积增加耗气量不断增大;截面积一定时,出口形状变化对筘槽内流场影响较小;纬纱飞行方向上气流速度及峰值位置随喷射角而变化,在实验范围内,喷射角越大耗气量越小,选择合适的辅助喷嘴和引纬工艺,是实现喷气织机高质低耗目标的关键。     

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量,课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴,并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则,设计了3种环槽型辅助喷嘴,并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量,以及距喷嘴出口20,50,70 mm处截面速度分布图。结果表明：对同种环槽型辅助喷嘴,随着喷孔锥度增大,辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。     

辅助喷嘴结构对喷气织机异形筘内合成流场特征的影响

为提高喷气织机引纬系统的引纬速度和稳定性,采用雷诺时均方程中的k-ε双方程湍流模型分别对单圆孔、正三角形孔和星形孔3种不同的典型喷嘴与异形筘的合成流场进行模拟仿真,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下不同辅助喷嘴间距合成流场中心轴线气流速度和流场速度云图。结果表明:当压力相同时,正三角形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度最高,对纱线牵引力最大;星形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度变化幅度最小,引纬稳定性最好;单圆孔辅助喷嘴中心轴线气流速度波动最大,间距超过70 mm,不适合引纬;在全幅织物接力引纬时,各组喷嘴射流的喷射时间互相衔接,喷嘴间距不宜太长。     

基于ANSYS/Fluent的主喷嘴外流场分析

为获得喷气织机稳定的引纬气流,提高喷气织造的效果,根据主喷嘴的结构对喷气织机用主喷嘴的结构和喷气引纬系统进行优化,通过建立三维模型并用ANSYS/Fluent进行仿真,对不同主喷嘴出口直径和速度下的自由紊动射流流场进行了详尽的图形分析和数值模拟计算。指出:主喷嘴采用直径为4mm~6mm的小喷口,可获得更加稳定的引纬气流;主喷嘴外流场的射流喷口直径与异形筘的安装位置和气流槽高度相关;数值模拟与理论解吻合较好,可为后续研究提供指导。     

Characteristics of intersecting airflows in the narrow flow channel

Air-jet loom is a kind of shuttleless loom, which is widely used in textile industries. The weft insertion system is composed of main nozzle, auxiliary nozzles, and profiled dent groove. The jets from the main and auxiliary nozzles intersect in the profiled dent groove. The velocity and stability of the intersecting airflows have a direct impact on the yarn’s motion. In this paper, the commercial software is adopted to simulate the intersecting airflows in the profiled dent groove. The result shows it is reasonable that the distance from the main nozzle to the first dent is 15 mm. The optimal distance from the main nozzle to the first auxiliary nozzle is between 45 and 50 mm based on the criteria of the utilization efficiency of the airflow. According to the standard of airflow stability, when the spray angle of auxiliary nozzle is about 7°, the standard deviation of the radical airflow velocity is the smallest in different cross sections. Therefore, the intersecting airflows are the most stable when the spray angle of auxiliary nozzle is about 7°. The velocity distribution of intersecting airflows in the profiled dent groove is measured using Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The research results can provide some useful references for the optimization of the weft insertion system of the air-jet loom.     

喷气织机辅喷嘴气流场数值模拟及特性分析

采用k-ε双方程湍流模型对喷气织机辅喷嘴喷射气流场进行了数值计算。分别比较了不同输入气压、不同辅喷嘴出口截面积及不同出口形状情况下,辅喷嘴气流的特性变化。流动数值计算表明:输入气压越大,辅喷嘴喷射气流速度也越大;在辅喷嘴出口处将产生膨胀波,其气流马赫数大小与输入气压呈线性关系;出口截面积大小能影响喷射气流的速度和紊流强度,需考虑其最佳值;相同截面积下,不同辅喷嘴出口形状对其外流场产生的影响很小。数值计算结果与理论值和实验结果对照表明,利用数值计算方法模拟辅喷嘴气流场具有一定的可行性,这将为进一步开展辅喷嘴的流动特性研究及喷气织机的研制提供参考。     

基于Fluent的喷气织机主喷嘴纬纱牵引力分析与计算

针对实验方法无法获得导纱管内部各处纬纱牵引力的问题,为牵引力的理论分析与数值计算提供一种方法上的实现,将基于Fluent的主喷嘴流场数值模拟结果与相关文献的实验数值比较,得出了利用Fluent软件进行流场模拟的可行性.借助得到的主喷嘴导纱管内部流场的压力、速度及马赫曲线,可以得到主喷嘴导纱管内各处的纬纱牵引力.计算结果...     

基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能

为提高喷气织机引纬性能,降低能耗,对辅助喷嘴结构及其参数进行优化研究。采用数值模拟分析方法,利用 Fluent 软件,研究了辅助喷嘴不同结构及参数对辅助喷嘴出口处的气流速度、速度衰减以及耗气量的影响规律。为得到喷射性能好且耗气量低的辅助喷嘴结构,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。结果表明：中心环形分布方式的辅助喷嘴喷射性能优于环形分布的辅助喷嘴;相同孔数的中心环形分布的辅助喷嘴,其出口风速随中心孔直径减小而减小,相同喷孔面积条件下,耗气量随喷孔数目的增加呈现递减趋势,8K04 型辅助喷嘴耗气量最低; 7K04 型辅助喷嘴喷射速度高,且耗气量低,综合性能最优; 5K03、6K05、7K04、8K04 型辅助喷嘴的综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。