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的辅助喷嘴气流流场数值模拟

为研究喷孔形状对喷气织机辅助喷嘴喷射效果的影响,利用Solidworks建立辅助喷嘴喷射流道的几何模型,并通过Fluent采用RNG k-ε二方程湍流模型对高压高速可压缩的气流三维模型进行数值模拟。模拟结果表明,对于等效温度下的高压理想气流,在相同供气压力下,随着辅助喷嘴管内截面积的减小,管内气体速度反而增加,所研究的4种孔型的辅助喷嘴气流射出能力依次为7圆孔型单矩形孔型双圆孔型单圆孔型。模拟结果可对喷气织机辅助喷嘴的优化提供参考。     

喷气织机引纬筘槽内气流状态的影响因素

由于测量引纬筘槽内的气流速度可用于分析各工艺参数对引纬过程的影响,为此通过自行设计的测试装置,采用毕托管测试引纬筘槽内不同位置的气流速度,并研究喷向角和辅助喷嘴间距等工艺参数的适调范围。结果表明:引纬筘槽内不同位置具有不同的气流速度;供气压力在(2～4)×105 Pa范围内,辅助喷嘴喷射角不宜设置为5°,否则将导致引纬气流速度过低;辅助喷嘴间距缩短有利于提高引纬筘槽内的平均流速,当辅助喷嘴间距为65 mm时,引纬筘槽内的气流速度完全能够满足100 m/s的引纬要求。     

贻贝高压水射流清洗喷嘴流场仿真

目的:解决贻贝传统清洗方式存在的耗水量大、清洗效果差的问题。方法:通过Solidworks软件建立不同结构参数的轴向扇形喷嘴几何模型,分别在Fluent软件中设置参数后,对射流内外流场的速度和含水率进行数值计算。结果:喷嘴的喷射角越大,射流外流场流速的衰减速度越快,含水率越低;喷嘴的等效直径越大,射流外流场流速的衰减速度越慢,含水率越高;射流靶距过大或过小,均会影响外射流在XY平面的流速均匀性。结论:喷射角为65°,等效直径为2 mm的轴向扇形喷嘴,在射流压力为11 MPa、靶距为90 mm时,更适合贻贝外壳的射流清洗。     

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。     

喷气纺纱喷嘴安装位置对成纱强力的影响

研究了喷气纺纱喷嘴安装位置有关参数及解捻管槽数对成纱强力的影响规律。试验结果表明：一级喷嘴与前钳口间距存在临界值，当间距为11mm时成纱强力最高；当两级喷嘴间距为4mm时，成纱强力较高且波最小；异纱钩与二级喷嘴的最佳 间距为88mm，该距离过大过小成纱强力均有降低；随着解捻管槽数的增加，成纱强力提高，实际生是中可选 用四槽。     

卷烟滤棒成型送丝喷嘴内气流场的数值模拟

为进一步稳定卷烟滤棒成型质量,使用Solidworks建立了卷烟滤棒送丝喷嘴的流体域几何模型,利用多物理场仿真软件Comsol Multiphysics对送丝喷嘴内的气流场进行模拟,得到喷嘴内气流场分布情况;结合气流场数据利用Matlab对建立的纤维运动模型进行求解,得到纤维在送丝喷嘴内的运动情况。结果表明:内外套间隙对喷嘴内气流场分布和纤维运动状况影响较大,随着间隙增大喷嘴内气流场不对称性分布越来越明显,且纤维平均偏移距离增大。因此,减小喷嘴间隙可以降低滤棒吸阻波动。     

主喷射气流的引纬特性

本文通过主喷供气压强、主喷嘴的结构、主喷射气流的速度和流量，讨论高速小流量主喷射气流的特点。介绍了主喷射气流的引纬过程，指出主喷射气流不具备输送纬纱飞越梭口的能力；主喷射气流从喷嘴射出后的有效作用距离很小，主喷射气流与纬纱之间的动能传递，是在主喷嘴的导纱管内完成的。     

喷气织机引纬筘槽内气流状态的实验研究

喷气织机筘槽内的引纬气流在筘片组成的气流通道内由多个相邻辅助喷嘴的喷射气流、筘片的背泄气流和从开口侧外泄的扩散气流形成。测量筘槽内的气流流速可以用于分析各工艺参数对引纬槽内气流场的影响，可以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。本文采用毕托管，通过自行设计的测量装置对引纬筘槽内的气流速度进行了测量，同时研究了不同供气条件下气流速度的变化情况。     

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。     

基于FLUENT的三维多层喷气织机引纬系统设计

针对现有三维织机织造效率低、机物料消耗大等问题,参考现有单层喷气引纬织机相关参数,设计出一种高效三维六层喷气引纬系统,六槽异型筘的1,2,3层和4,5,6层采用对称设计;在ANSYS/Fluent平台上,建立以多槽异形筘气流槽间距、辅喷嘴结构和安装参数为设计参数的虚拟样机模型;对虚拟样机进行仿真分析和设计优化,确定最佳设计参数。分析结果表明:辅喷嘴在0.3 MPa的供气压力下,异形筘气流槽间距为35 mm~45mm时最合理;第1层和第6层采用现有单层喷气引纬相关参数;第2层或第5层、第3层或第4层辅喷嘴分别采用仅加长末端、末端和喉部均分这两种结构,安装角分别为20°、25°时,流场分布和速度变化曲线最合理。     

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。     

第一喷嘴结构参数对喷气纱强力的影响

喷气纺纱机上第一喷嘴的结构参数主要包括喷射孔角度、喷射孔直径和喷射孔数目,为说明各主要结构参数对喷气纱强力的影响,通过试验和回归分析的方法探讨了第一喷嘴各结构参数对喷气纱强力的影响。最终得到的结论是第一喷嘴的结构参数对喷气纱强力有较大影响,当喷射孔角度为42.9°,喷射孔直径为0.4 mm,喷射孔数目为4个时,成纱强力最高。     

鼓泡式鱼类清洗机管路湍流数值模拟与优化

采用Fluent软件对鼓泡管路中的分流管内部流场进行数值模拟,选用标准k-ε湍流模型模拟分流管上每个喷气口气体的流速分布图,当分流管长为40cm时,每个喷气口气体的流速相近,产生的气泡均匀、可控。通过对分流管上的喷气孔径、孔距等相关参数进行数值模拟,使用Mixture多相流模型、扩展的标准k-ε湍流模型模拟不同气流速度对气体体积分数、湍流动能、湍流耗散率的影响。结果表明:气流流速与气体体积分数、湍流动能、湍流耗散率具有正相关性,当鼓泡管路中参考气流速度8m/s、喷气孔径6mm、喷气孔径间距70mm时,湍流动能转化比最高(67.7%)。验证实验表明:清洗时间、气流流量、清洗量对鲫鱼表面和腹腔的清洗效果影响显著,当清洗时间170s、气流流量145L/min、清洗量1.5kg时,清洗效果达92分。     

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。     

印染热定型机风道结构对织物热定型的影响研究

为探究织物在烘干定型过程中存在的织物烘干不均匀霉变、织物泛黄过硬和织物存在条纹亮斑等现象,以棉织物烘干定型的风道结构为仿真模型,利用Fluent软件对风道锥度及喷嘴处挡板高度2个参数进行了仿真模拟。仿真分析结果表明:风道锥度φ对喷嘴处气流的均匀性影响较大;喷嘴处挡板高度hf对喷嘴处气流的方向影响较大。     

喷嘴结构对冲击式速冻设备性能优化研究进展

利用高速气流对物体进行射流冲击,使其快速冻结的设备被称为冲击式速冻设备。其中,设备的喷嘴结构是决定冻结区内流场的重要因素之一,影响着物体与周围环境的传热。文章从冲击式速冻设备喷嘴结构出发,阐述了喷嘴的倾斜角度、排列布置以及形状对冲击式速冻设备内部气流流动和换热特性的影响。板间距与喷嘴直径比(H/d)以及流体雷诺数(Red)对喷嘴倾斜角度和平均努塞尔数之间的关系起到了决定性作用;此外,喷嘴的不同形状以及不同排列方式对系统内部气流组织也有着很大的影响。