喷气涡流纺喷嘴内气流流动的二维数值模拟

 为探讨喷嘴内部气流流动特征对纤维加捻成纱的作用,建立计算流体动力学(CFD)模型,对喷气涡流纺喷嘴中的气流流动进行二维数值模拟,并根据计算结果分析喷嘴内高速气流的速度场和压力场分布。模拟结果表明:气流的最大速度可达超音速,由于切向速度所产生的离心力和加捻作用,纤维的尾端从纤维束中分离出来,并旋转加捻到纤维束上,形成具有真捻的纱线;喷嘴入口区域的压力小于外界气压,这有利于由前罗拉钳口处输出的纤维束吸入喷嘴。研究还表明CFD技术是研究喷气涡流纺喷嘴内气流流动的重要手段。     

低压旋流喷嘴流场特性的数值仿真分析

针对以水为单介质流体的螺旋旋流雾化喷嘴的流场特性,采用VOF方法,建立了低压旋流喷嘴内流场的三维流动数学模型.通过改变旋流喷嘴的螺旋体长度、入口槽道截面积、螺旋升角、螺旋槽形状、旋流室内锥角等不同的结构参数,对雾化喷嘴的压力场、速度场进行数值分析仿真,得到了螺旋旋流雾化喷嘴的结构参数对流场特性的影响规律.研究结果对低压旋流喷嘴的设计与开发具有指导意义.     

柴油机喷嘴内部空穴流动的三维瞬态数值模拟

建立了柴油机喷嘴内部空穴两相流动的三维气液两相流模型,并针对多孔垂直喷嘴进行了喷孔内部空穴两相瞬态流动的数值模拟;研究了喷嘴内部的瞬态速度场、压力场和湍动能的分布特点.通过计算可知,湍动能主要集中在喷孔上部空穴区,随着针阀升程的增大,喷孔入口的环状压降愈加明显,入口上拐角处形成的涡流区范围不断扩大.同时分析了不同针阀升程下空穴流动特性,获得了空穴产生、发展过程的规律,为进一步准确模拟和分析喷雾特性提供依据.模拟计算结果与已有的实验结果吻合较好.     

喷气涡流纺喷孔数量对喷嘴内气流场的影响

为了研究喷孔数量对喷嘴内气流场的影响,应用FLUENT流体计算软件对喷嘴内部气流场进行数值模拟,并结合Origin Pro 8对不同喷孔数量时喷嘴内部气流场状况进行比较和分析,深入解析喷孔数量对涡流场的影响。研究表明:喷孔数量对喷嘴内部气流场的特性影响较为明显,随着喷孔数量的增多,气流在喷嘴中形成的旋转运动增强,喷嘴入口处用以吸引纤维的负压也随之增大,对纱线的加捻特性也就越强。     

蒸汽喷射器超音速喷射流场的数值分析

针对不同边界条件和结构尺寸的喷嘴流场,通过数值计算,探讨了热力参数和几何参数对流场特性的影响规律,分析了喷嘴内影响喷射器性能的激波产生的因素,并建立了喷射器喷嘴内超音速流动的数学模型和计算方法.     

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。     

喷气涡流纺喷嘴内部三维流场的数值研究

采用3D CFD建立喷气涡流纺喷嘴结构模型,应用Fluent 6.2流体计算软件对模型内气流场进行数值模拟,表征了喷嘴内部三维流场的流动状态,解析了喷嘴内气流流场的压力场和速度场分布,分析了流场与成纱机制的相关关系。研究表明:压缩气流经喷孔后在喷嘴内形成三维旋转气流,切向、轴向气流速度分布符合旋转气流理论;切向气流对边缘自由端纤维加捻,轴向气流对纤维束的牵伸作用可忽略,径向气流对纤维束起膨胀作用,在切向气流作用下获得更多的包缠纤维;喷嘴内部静压呈U形分布;边缘自由端纤维在不同位置加捻程度的差异导致纱线捻度不匀。     

超重力分离装置填料内流场的CFD模拟研究

为了优化超重力分离装置,课题组对其内部流场进行了研究。通过计算流体力学软件FLUENT对超重力分离装置填料内部的流体流动进行数值模拟,分析了转速、填料外径和丝网尺寸对流场的影响。结果表明:液相速度分布与气相速度分布一致,液相速度主要受气相的影响,与液相入口速度无关;同一转速下填料区气相速度由内向外逐渐增大,各位置的气相速度随转速的增大而增大;气相最大速度与转速和外径有关,与丝网的尺寸无关。数值模拟的结果对超重机的设计与优化有一定的借鉴意义。     

喷气涡流纺工艺参数对气流场影响的数值计算

通过数值计算的方法研究喷嘴结构参数及喷孔出口速度对喷嘴内部流场流动特征的影响。研究结果表明:喷孔倾角增加,喷嘴轴线负压先增大后减小,倾角为30°时负压最大;切向速度随喷孔倾角的增加而减小,轴向速度随喷孔倾角的增加而增大;喷孔出口速度越大,切向、轴向、径向速度越大,在喷嘴轴线上负压也越大;空心锭外径对喷嘴内气流速度值影响较小,但空心锭外径较小时可使喷嘴轴线上负压增大;随空心锭与喷嘴入口间距的增加,速度场呈减小趋势,喷嘴内部静压减小,喷嘴进口负压增大。     

熔喷双槽形喷嘴内部气流通道气体流场初探

为探究熔喷喷嘴内部气流通道结构对气体流场特征的影响,用数值方法对基于喷嘴内部结构的熔喷气体流场进行数值计算。采用Gambit软件建立了流场区域几何模型,之后对流场区域划分网格及定义各边界的类型。用Fluent软件对基于喷嘴内部结构的熔喷气体流场进行数值计算,分析气体流场中气体速度和温度的分布情况。结果表明,在进入气槽前,熔喷喷嘴内部气流通道气体流场的气体速度和温度变化较小,通道内存在较多回流区。热空气进入气槽后,速度急剧增加而温度急剧下降,射流喷出喷嘴后,两股射流迅速汇合成一股继续往下方运动,流动情况符合自由散射的特性。     

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。     

供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响

为分析供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响,以避免出现虚假汇交现象,首先对主辅喷射气流产生虚假汇交现象进行理论分析,在此基础上利用气体流场测试装置,以泰坦TT-800喷气织机为实验平台,在改变供气压力条件下,对津田驹HTS1-9D的D型辅助喷嘴的实际流束中心线进行了测试分析。结果表明,当辅助喷嘴供气压力增大时,到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离逐渐增加。在实际织造生产中,可根据到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离的变化,来适当调节辅助喷嘴的安装高度,以避免出现虚假汇交现象,提高织造效率。     

喷气织机主喷嘴内部流场的数值计算

由于主喷嘴结构较为复杂,加工制造精度高,难以简单地采用实验方法测量其内部的流场特征,所以采用数值计算的方法,解析主喷嘴内部轴向和径向的气流速度分布规律,并比较不同供气压力条件下流场的变化情况。研究结果表明,主喷嘴内部气流非常复杂,既存在超音速区域,又存在回流现象,并且当供气压力过大时回流现象直接影响到引纬过程,因此供气压力设置范围应确保为0.2～0.4 MPa,研究所得对喷气织机织造工艺的优化具有较好的指导作用。     

Modelling flow behaviour of dairy foams through a nozzle

Aerated materials are interesting systems widely used in many food applications; nevertheless, their dynamic behaviour is still under study aiming to relate macroscopic and technological parameters to fundamental properties of liquid matrix and operating conditions. In this work a system, based on a pressurised dairy emulsion stored at low temperature in a can, was considered, aiming to model either the foam flow through the can nozzle or the gas cell growth in the liquid matrix under pressure release from the internal value to the atmospheric one.A pseudo-homogeneous approach was used to analyse the flow inside the nozzle, considering “effective” properties, related to the liquid matrix parameters and to the local foam density; the latter was evaluated by solving a heterogeneous system based on the expansion of a single bubble in a viscoelastic liquid. The model was solved by a finite element method and numerical results were in good agreement with some experimental data. The model was then used to simulate different process conditions and it revealed to be helpful in evaluating technological parameters as function of formulation and operating conditions, reducing experimental trials.     

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。     

一种用于过滤布等效孔径测量的方法

利用液体压强随深度增加和冒泡试验法原理,设计出一种通过稳定冒泡现象测量过滤布等效孔径的方法.此法首次将样品垂直放置,气体和液体被分置于样品两侧,使样品上液体压强分布不同,而气体压强分布相同.气体压强将气泡顶出液体侧,气泡冒出的数量随液体深度的增加而减少直至消失.在样品上测得任意6点的孔径值,取平均值作为等效孔径,用不确...     

织物表面微滴喷射打印沉积过程试验研究

在织物表面微滴喷射打印沉积成形微细导电线路中,明确微滴在织物表面碰撞和渗透过程是成形高质量导电线路的前提。采用试验研究的方法,在喷射系统可控喷射条件下,对微滴与织物表面的碰撞、铺展及渗透过程进行图像采集及动态过程研究。结果表明：微滴在织物基板表面的碰撞过程与固体基板类似,几乎未发生渗透现象;由于毛细压差的作用,不同织物在不同时间段内的渗透速率急剧增大,出现快速芯吸现象,且织物经纬密度越小,芯吸效果越明显;微滴在织物表面的扩散形状由织物的组织结构决定,扩散面积与织物润湿性有关,随润湿性的减弱而减小。     

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。     

Effect of cyclic stress on the transverse wicking behaviour of cotton/lycra knitted fabrics

It is extremely important to evaluate transverse wicking behaviour of elastic knitted fabric while the fabric simulated in different body motions. In this paper, the effects of short interval dynamic extension and recovery on fabric transverse wicking behaviour were evaluated as the samples were subjected to different rate of extension (speed), different percentage of cyclic extension and different liquid flow rate. For this application, a new cyclic stress instrument was designed and developed to apply repeated dynamic extension and recovery on the fabric. The developed instrument is operated through embedded micro controller programme. The effect of speed, percentage of cyclic extension and flow rate with respect to the dynamic transverse wicking behaviour of elastic knitted fabric has been studied using Box–Behnken experiment model. The experiment model identifies the principal experimental variables such as flow rate, percentage of cyclic extension which has the greatest effect on the transverse wicking behaviour of elastic knitted fabric.     

织物喷雾上浆雾化质量评价

为衡量织物喷雾上浆工艺参数配置的合理性,对织物喷雾上浆雾化质量进行了量化。首先介绍了织物上浆液的特性,给出浆液雾化流场图像的获取方法和预处理过程;然后计算了雾化流场喷雾角和喷雾图像相似度,评价浆液雾化流场的稳定性;最后,以相对喷嘴同一位置处的局部喷雾图像为计算区域,计算雾化粒径并统计雾化粒子数量,分析了液滴颗粒的分布,评价了浆液雾化流场的均匀性。结果表明:浆液雾化流场的稳定性评价和均匀性评价,从不同尺度量化了织物喷雾上浆雾化质量,揭示了高黏度浆液的稳定运动状态;通过探究入射在织物表面的浆液小液滴的大小及其分布,为织物喷浆工艺参数的微量调整、织物喷浆质量的在线评价提供参考。