四罗拉集聚纺纱系统三维流场模拟与分析

为探究四罗拉集聚纺纱系统集聚区域负压气流对须条集聚效果的影响,使用ICEM CFD软件创建了四罗拉集聚纺纱系统集聚区域的流体动力学模型,采用ANSYS Fluent Release 16.0软件对集聚区域的流场情况进行数值计算,表征了集聚区域的气流分布情况,给出了速度分布规律的数值表征,最后设置不同压强的集聚区负压来纺制纱线进行测试研究。结果表明:吸风槽6°的斜度没有对入口处的横向静压产生影响,吸风槽横向的静压成“U”型分布;不同轴向的速度分量对须条的作用效果不同;横向聚集方向气流对须条有加捻的作用;吸风槽负压增大时,纱线的强力增大,断裂伸长降低,毛羽减少,条干不匀率增加。     

网格圈集聚纺纱系统三维流场表征与分析

通过建立流体动力学模型,利用标准κ-ε湍流模型及并行计算技术对网格圈集聚纺纱系统集聚区流场进行了模拟与表征,分析集聚区域内气流的流动状况,解析吸气斜槽入口曲面上气流的静压分布及速度分布规律,并讨论速度分布对须条的作用效果。研究结果表明：网格圈集聚纺纱系统是利用负压效应来产生集聚气流;斜槽入口曲面上的负压使网格圈向异形管内凹;X、Y、Z轴向的速度分量对须条的作用效果各不相同;集聚区产生附加捻度的区域主要靠近吸气斜槽的S1端。     

网格圈集聚纺纱系统三维流场表征与分析

 通过建立流体动力学模型,利用标准κ-ε湍流模型及并行计算技术对网格圈集聚纺纱系统集聚区流场进行了模拟与表征,分析集聚区域内气流的流动状况,解析吸气斜槽入口曲面上气流的静压分布及速度分布规律,并讨论速度分布对须条的作用效果。研究结果表明：网格圈集聚纺纱系统是利用负压效应来产生集聚气流;斜槽入口曲面上的负压使网格圈向异形管内凹;X、Y、Z轴向的速度分量对须条的作用效果各不相同;集聚区产生附加捻度的区域主要靠近吸气斜槽的S1端。     

气流槽聚型集聚纺纱系统流场的数值分析

为了探讨气流槽聚型集聚纺纱系统的集聚过程和机制,以气流槽聚型紧密集聚纺纱系统为基础,采用3D CFD技术建立了集聚区域的计算流体动力学模型,解析了集聚区域内流场的静压分布及速度分布规律.研究结果表明:须条进入凹槽入口前,只受气流集聚作用,当进入凹槽后,受到气流集聚及凹槽形状集聚共同作用;集聚区域内凹槽的气流分布并不均匀,越接近凹槽底部,气流的速度和静压分布变化波动较大,这主要是由集聚区圆孔的数目引起的.     

全聚纺与四罗拉网格圈紧密纺集聚区三维流场模拟与对比分析

为了探究四罗拉网格圈紧密纺纱系统和全聚纺纱系统集聚区气流对须条集聚的影响,文章利用AUTOCAD创建了四罗拉网格圈紧密纺纱系统和全聚纺纱系统的物理模型,利用ANSYS Fluent Release 16. 0计算集聚区流场数值,表征流场分布并对比分析了两者速度分布规律。研究结果表明:两者的静压分布规律相同,气流从集聚区两侧流入内侧;两者集聚区的前区、中区、后区速度分布情况大致相同,而两者对应的三个区域的速度分布规律不同;综合分析两者静压和速度的分布规律及成纱质量分析,全聚纺具有更好的集聚作用。     

网眼罗拉紧密纺集聚区三维流场数值模拟与分析

本文采用Fluent软件对网眼罗拉紧密纺系统集聚区流场进行数值仿真模拟,可以形象、直观地对流场内气流分布做出分析和评价,定量解析集聚区域内流场的静压特性及速度分布规律。研究结果表明：静压值由圆孔壁面向圆孔中心部分逐渐增大,并且吸风槽口中心线处的圆孔静压值要大于其他位置圆孔静压值;两个圆孔之间的气流流动并不孤立;低位置的气流流动受圆孔影响较大,各轴向速度分量随着圆孔的间隔出现呈现波动性,高位置的气流流动更加平稳,各轴向速度分量没有间隔性突变。     

全聚纺集聚区三维流场数值模拟与分析

采用Fluent软件对全聚纺集聚区流场进行数值模拟,得到集聚区气流流动规律,给出集聚区内流场的速度分布规律及流场分布对须条结构的影响。结果表明:窄槽罗拉外表面不同高度处的气流分布规律相似,但速度值有较大差异,各轴向速度分量在h为0.5 mm处达到最大;在集聚区域的不同位置,X轴向速度分量分布规律差别较大:在集聚后区,气流辅助须条输出,在集聚前区,气流阻碍须条的输出;在整个集聚区域,全聚纺对须条均有良好的集聚作用,且集聚作用逐渐增大,到达输出钳口时集聚作用达到最大。     

基于Fluent的全聚纺不同吸风槽集聚效果数值模拟

为探讨吸风槽对全聚纺集聚效果及纺纱质量的影响,采用Fluent软件对全聚纺系统集聚区流场进行数值模拟,得到3种吸风槽集聚区的气流流动规律,并对模拟结果进行比较分析。结果表明:长、短斜槽在整个集聚区均对须条产生集聚作用,但有恶化须条条干的可能;长斜槽的Z轴向速度分量分布不利于集聚效果的产生,直型槽在集聚中区有使须条再次扩散的可能。最后进行了纺纱实验验证,证明模拟结果及分析是准确的。     

集聚赛络纺纱导流装置的设计与应用

针对集聚赛络纺纱系统能耗较大的问题,设计3种导流装置,以降低集聚赛络纺纱系统的负压,达到节能降耗的效果。首先通过solidworks软件建立集聚赛络纺纱集聚区三维物理模型,利用fluent进行数值模拟,分析集聚区气流场的分布情况;然后通过纺纱实验进一步验证导流装置能够起到节能降耗的效果。结果表明：出口负压越大,集聚槽附近的速度越大,集聚槽上方的气流对须条起到挤压作用,使须条紧紧贴在网格圈表面,集聚槽侧向气流使须条宽度减小,须条表面的毛羽能够卷入到纱体表面,形成紧密的结构,从而能够减小甚至消除加捻三角区;使用所设计的3种导流装置(集聚负压1 000 Pa)纺制出来的纱线与普通集聚赛络纱(集聚负压2 000 Pa)质量相当,甚至更好。     

凹槽形状对气流槽聚纺纱集聚区流场及成纱性能的影响

针对气流槽聚纺纱不同集聚凹槽形状对成纱性能的影响,建立集聚区域三维模型,利用Fluent软件模拟不同凹槽结构的气流槽聚装置集聚区域的流场分布,比较其气流流场的特点。模拟结果表明：在相同负压条件下,非对称凹槽气流槽聚装置的气流利用率高,负压气流方向和集聚方向的速度分别为48.3、24.5 m/s,可有效握持和集聚纤维束,使得输出的须条能够最大程度地集聚,纤维也尽可能多地集中成为主体纤维束,有利于减少毛羽。通过测试所纺27.78 tex苎麻纱的成纱性能,验证非对称凹槽的集聚性能以及集聚气流对成纱性的影响。实验结果表明：采用非对称凹槽集聚装置纺制的纱线毛羽比环锭纺减少了77.58%,成纱强力比环锭纺提高了14.32%,成纱性能显著提高。     

网格圈型集聚纺集聚区工艺参数对集聚效果的影响

为获得负压大小、网格圈外表面摩擦因数对集聚区集聚效果的影响,建立集聚区流体动力学模型,分析了集聚区域内气流的流动状况,在其他条件相同的基础上,采用自编的Matlab编程模拟不同负压及相同负压不同摩擦因数下对应位置处单纤维在集聚区的运动轨迹。研究结果表明：负压大小和网格圈外表面摩擦因数均对集聚效果有影响,在二者取值较小时,集聚效果随着取值的增加相应有不同程度的改善,达到各自的最佳集聚状态后,取值增加使得集聚效果恶化。     

Numerical simulation on the condensing effect of suction slot in compact spinning with lattice apron

In this paper, a geometrical model is built by the actual structure of a condensing zone in compact spinning with lattice apron, and a fluid dynamics model is designed by FLUENT to study the numerical simulation of flow field in the condensing zone of straight, oblique, and deformed suction slots. The result shows the laws of airflow static pressure and velocity distribution of three kinds of condensing zones. The difference of distribution between compact direction and adsorption direction of strand is stressed on, which is helpful to make a deeper study on the mechanism of compact spinning with lattice apron and provide a theoretical support for the optimal design of suction slot.     

网格圈型集聚纺集聚区纤维运动轨迹模拟分析

为获得网格圈型集聚纺集聚区的纤维运动轨迹,首先由流场模拟获得了集聚区的速度场,然后建立了纤维微元在气流场中动力学模型,最后通过Matlab编程模拟了不同初始位置的单纤维运动轨迹。研究结果表明：不同初始位置的纤维在气流作用下的运动轨迹不同,纤维之间发生相互穿插现象;纤维在Y轴向气流作用下逐渐靠近并贴伏在网格圈表面;不同初始位置的纤维运动轨迹反应出集聚区须条集聚过程可分为快速集聚区、调整集聚区和稳定集聚区。     

Effects of lattice apron density on yarn qualities in Four-line compact spinning system

In the paper, using finite element method (FEM), the effects of lattice apron density on yarn qualities in Four-line compact spinning system were studied by analyzing the numerical simulations of the airflow velocity. Firstly, three different kinds of yarns, 18.2tex (32^S), 9.7tex (60^S), and 5.8tex (100^S), were spun on FA507B spinning frame equipped with lattice aprons of mesh size 150, 120, and 100, respectively. The hairiness, breaking strength, and evenness of spun yarns were tested and comparatively analyzed. Secondly, using FEM, the numerical simulations of the airflow velocity in the condensing zone were presented. The finite element model of condensing zone was constructed according to the physical parameters of the practical system. Then, the simulation of airflow velocities on five straight lines located in the front, middle, and back of condensing zone were given. It is shown that, in the whole condensing zone, for the lattice apron with mesh size 100, the direct transverse condensing force is high, but the assisted condensing force is low and disorder, which is not beneficial for yarn qualities. Compared to the lattice apron with mesh size 150, the usage of lattice apron with mesh size 120 may be beneficial for the high-count yarn condensing or the yarn condensing under the relatively lower negative pressures. Furthermore, taking the 9.7tex as an example, the trajectory of yarn movement in the condensing zone was given using high-speed camera system OLYMPUS i-speed3. Corresponding airflow velocities along the yarn movement path were presented.     

气流负压式集聚纺技术发展及器材的应用研究

通过对气流负压式集聚纺技术分类及特点的分析,并对不同气流负压式集聚纺(集聚罗拉式、钻孔胶圈式和网格圈式)进行比较,重点探讨了国内应用最多的网格圈式集聚纺用异形管和网格圈技术,提出网格圈研发的方向;指出:气流负压式集聚纺是目前应用量较大的集聚纺纱型式;网格圈是其最为重要的关键器材,其尺寸稳定性、质量一致性目前很难得到保证,应针对其作用机理、制造技术、性能检测和使用效果做深入研究。     

Research on pneumatic compact spun yarn quality

Compact spinning is one of the most important improvements of traditional ring spinning, which is implemented by adding a fiber condensing device to condense the fiber bundle and decrease the spinning triangle. Pneumatic compact spinning is the most widely used compact spinning method at present. Compact spinning with perforated drum and compact spinning with lattice apron are the two main kinds of pneumatic compact spinning. Therefore, in this paper, comparison analysis of yarn quality between compact spinning with perforated drum and compact spinning with lattice apron is presented. First, 9.7 tex cotton-combed yarn is spun in three different kinds of pneumatic compact spinning systems, including two kinds of compact spinning with perforated drum: Rieter’s COM4 and complete condensing spinning system (CCSS), and one lattice apron compact spinning system: Toyota’s four-line compact spinning. The test results of yarn qualities show that comparing with other two kinds of compact spinning systems, the yarn spun in CCSS has the best evenness, least long hairiness, and slightly lower strength. Then, the properties of spun yarns are analyzed using two methods. First, using Fluent Software, numerical simulations of three-dimensional flow field in condensing zone of three kinds of compact spinning system are presented, respectively. Second, the fiber movements in condensing zones are captured using high speed camera system OLYMPUS i-speed3.     

紧密纺用胶圈的优选

介绍了主流紧密纺用胶圈,实验测试各种胶圈在纺制不同纱支时使用效果,测试纱线的性能并作比较分析,获取最佳的生产工艺,为国内厂家的生产提供科学的参考依据。     

集束纺的理论依据

分析了现有集聚纺装置的结构，指出空心罗拉式结构合理，但加工精度要求高；网圈式虽加工精度要求不高，但结构不尽合理。介绍了已申请专利的集束纺的结构，指出集束纺结构合理，符合集束不牵伸，牵伸不集束的原则。同时，指出不锈钢丝网圈的开发是集束纺技术的关键。