喷气织机辅助喷嘴流场特性分析与纬纱牵引实验研究

为了进一步研究喷气织机辅助喷嘴的流场特性,本文利用三维软件Pro/Engineer建立了辅助喷嘴流场的三维模型,并利用计算流体动力学软件Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到不同供气压力条件下辅助喷嘴出口射流中心线上的速度曲线。为了验证数值模拟的合理性,本文通过实验获取了不同供气压力条件下各种辅助喷嘴出口气流流速中心线上不同位置的速度值,并将实验数据与数值模拟进行比较。结果表明,实验所得数据的速度变化总体趋势与数值模拟得到的速度曲线基本一致。在一定程度上,很好地验证了运用Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟的可行性。最后,本文分别以两种辅助喷嘴为研究对象对不同种类纬纱的牵引作用进行实验测试。结论表明：单孔辅助喷嘴具有射流强度大、稳定性高、集束性好等特性。     

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。     

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。     

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辅助喷嘴喷射性能的影响

为探究喷孔锥度对喷气织机多圆孔辅助喷嘴喷射性能的影响规律,课题组设计了3类等大中心环形分布喷孔辅助喷嘴,研究其流场特性。分别建立了不同喷孔锥度时3类辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对上述流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时各辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度衰减曲线图及距喷嘴出口不同距离处截面速度分布图;提取截面上速度分布数据点得到了3类多圆孔辅助喷嘴0°和10°时距出口不同距离处截面速度径向分布图。结果表明:随喷孔锥度增大,各多圆孔辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度越大各型喷嘴出口处射流速度也随之增大。课题组既分析了喷孔锥度和孔心距各自单一因素对喷嘴喷射性能的影响,又考虑了喷孔锥度和孔心距双因素对喷嘴喷射性能的影响,结果表明喷孔锥度对辅助喷嘴整体喷射性能的影响较孔心距的影响更为显著。     

基于Fluent的气体射流冲击烤箱气流分配室改进设计

借助Fluent软件,建立了气体射流冲击烤箱三维简化模型,烤箱空载时,采用RNG k-ε湍流模型,流体为温度450 k时的干空气,对气体射流冲击烤箱内部气流流场进行三维数值模拟.就原模型中各个喷嘴出口速度分布不均的问题,提出了4种改进设计,分别利用Gambit建模并经Fluent计算处理.得出气流分配室设计为梯形体并改进喷嘴排列形式为三角形排列的模拟效果最佳,气流流经喷嘴时无明显强弱流动之分,各个喷嘴沿其中心轴线速度分布均匀,出口速度值均统一在12m/s左右,加工方便.     

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。     

喷气织机引纬筘槽内气流状态的测试分析

 为了解辅助喷嘴的喷射区间长度、辅助喷嘴的喷向角、辅助喷嘴的供气压力等因素与引纬筘槽内气流流速的关系,采用毕托管,通过自行设计的测量装置对引纬筘槽内的气流速度进行测量,同时研究了不同供气条件下气流速度的变化情况。研究结果表明：引纬槽内的气流速度变化剧烈,并按辅助喷嘴间距周期性波动;供气压力过小时筘槽内气流速度无法达到引纬要求;在引纬槽的同一截面上,不同的测量点具有不同的速度,纬纱在不同测量点受到的作用力也不一样。     

基于CFdesign的雾化喷嘴上游流场数值模拟研究

在低压家用喷雾器的设计与改进过程中,为了进一步研究低压雾化喷嘴的喷雾特性,得到更好的雾化效果,文章以一种手扣式喷雾器为实例,运用CFdesign流体仿真软件,对雾化喷嘴上游流场进行了数值模拟。分析了流速场、压力场和流迹线的分布规律,并对影响喷嘴出口流速的导管结构参数进行研究与对比。研究结果表明,喷嘴入口的速度变化率随导管与喷嘴直径比的增大而增大,喷嘴入口的形状、导管长度直径组合参数共同影响喷嘴出口流速并存在最优值。