转杯纺纱通道三维流场的数值模拟

为探究凝聚槽类型对转杯内气流场的影响,采用Solidworks建立三维转杯纺纱通道的几何模型,应用Fluent流体计算软件对纺纱通道内气流场进行数值模拟,并根据计算结果分析纺纱通道内气流场的分布,包括压力场分布和速度场分布。模拟结果表明:以U型槽为例,转杯内静压绝大部分处于-8 287.91~-2 370.92 Pa之间,输棉通道出口与凝聚槽交汇处存在一小部分高压区;输棉通道内的气流呈加速运动,并在出口处达到最大值,约为220 m/s;在相同工艺条件下,V型槽内的速度与静压均高于U型槽,凝聚须条纤维间抱合力较U型槽更紧密,捻度更易于传递,所纺纱线强度更高。     

转杯纺纱通道内气流流动特性的数值分析

探讨凝聚槽型号对42mm直径转杯内气流场的影响。在软件Fluent中对纺纱通道内的三维流场进行数值计算,由计算结果得到了纺纱通道内压力场和速度场的分布。结果表明:在相同工艺条件下,凝聚槽内速度大小为T型U型S型,压力大小为S型U型T型,所纺纱线强度大小为T型U型S型;各槽型内气流静压和速度趋势基本一致,以U型槽为例,气流在输棉通道中加速运动,在出口处速度达到最大值226.31m/s;输棉通道入口处压力最大值为16 321.65Pa,在出口处变为负压,转杯内大部分静压为负压。认为:转杯纺纱通道内气流流动特性的数值分析有助于纺纱工艺的优化。     

弯钩纤维在转杯纺纱器内的运动模拟与形态分析

为研究转杯纺纺纱器(输纤通道、滑移面和凝聚槽)中纤维弯曲形态的变化规律,借助数值模拟软件Rocky DEM 2022R1和ANSYS Fluent 2022R1,基于Fluent仿真得到的气流场数据,分别模拟了工况1(朝上后弯钩)和工况2(朝上前弯钩)弯钩纤维在纺纱器内的形态变化过程,对气流特征、纤维弯钩的伸直、弯钩的形成和凝聚槽内纤维伸直度进行分析。结果表明：输纤通道内气流速度梯度随气流流向递增,凝聚槽内气流速度分布不均匀,存在低速和高速气流区;两种工况的弯钩纤维的形态变化规律基本一致,但在输纤通道出口至滑移面处,弯钩纤维呈现出不同形态;前弯钩纤维在完全进入凝聚槽时,弯钩部分会被伸直消除,而后弯钩纤维进入凝聚槽后,其弯钩部分难以完全被伸直;在凝聚槽内,前弯钩纤维的伸直度显著高于后弯钩。该研究通过数值模拟分析探索纤维形态的变化规律,可为生产优化和设计解决方法提供理论指导,对转杯纺输纤通道、转杯等关键部件的设计具有参考意义。     

输棉通道几何参数对转杯纺气流场影响的数值研究

输棉通道的几何形状以及输棉通道与转杯的空间位置关系对通道和转杯内部气流流动有很大的影响,进而影响纤维在输棉通道内的伸直状态。本文通过数值计算的方法研究了输棉通道和转杯内部气流流动特征,并讨论了输棉通道特征数和空间位置角对通道和转杯内部气流流动特性及纤维伸直状态的影响。模拟结果表明,梳棉通道负压从出口到入口呈现先平稳增加,后急剧增加的趋势,特征数越大,该趋势越明显;输棉通道内部速度差随着特征数增大而增大;空间位置角α增加,输棉通道轴向负压先减小后增大,而输棉通道轴向速度差增大;空间位置角β对输棉通道静压和速度的分布影响较小,它主要改变纤维与转杯的初始接触位置。     

流场状态对转杯纺纱接头行为影响的研究

为研究转杯纺纱接头过程,应用fluent流体计算软件对纺纱通道内气流场进行数值模拟,结合接头工艺研究了转杯纺纱通道内气流场特征。模拟结果揭示了接头过程纤维和纱线的运动规律:纤维经过纤维输送通道进入转杯内,纤维到达转杯内壁斜面上时一方面向凝聚槽中移动,一方面沿转杯旋转方向移动;纤维在凝聚槽50°位置处进入凝聚槽中且速度达到最大,为231m/s;纤维速度沿着转杯旋转方向逐渐减小,在凝聚槽250°处最小为30m/s;引纱管和转杯内存在负压,引纱管出口处负压最小为7 827Pa,接头纱从引纱管吸入,在转杯内涡流的作用下被抛向转杯凝聚槽中,与纤维环进行搭接。     

转杯纺纱器气流场形成机制的数值分析

转杯纺纱机在正常工作时纺纱器中的气流场主要受气泵抽气机制和转杯旋转机制影响,为研究这2种机制对纺纱器中气流场形成的作用,设计了3种对应不同作用机制的工况,且基于计算流体动力学方法对这3种工况中的流体域进行了数值模拟,并对其气流场的速度分布和压力分布特征进行了分析。数值计算结果表明:转杯纺纱器中的气流场是由抽气机制和旋转机制共同决定的;抽气机制为纤维输送提供了必要的气流速度和负压条件,旋转机制有利于纤维向转杯滑移面的顺利转移和纤维的有序排列,以及其向凝聚槽的凝聚;在这2种机制的共同作用下形成了转杯纺独特的气流纺纱环境。     

转杯纺纱通道内气体三维流动的数值分析

为了研究转杯纺成纱机理,需要对纺纱通道内气体流场加以分析,本文应用FLUENT流体计算软件对纺纱通道内气体流场进行了模拟研究。模拟结果揭示了纺纱通道内的气流特征：转杯内部存在负压,在纤维输送管道出口处负压值最小;纤维输送管道出口处的凝聚槽受到较大压力,致使转杯受力不平衡;气流在纤维输送管出口处流速最大,进入转杯后形成涡流,且沿转杯转向气流速度逐渐减小;气流随转杯转向流过大约90°时,开始流向转杯口,并且有产生回流趋势;滑移面角度大于27°后,流场特征发生明显消极变化,α≥27°的滑移面设计不宜采用。     

纤维在转杯和输纤通道中的运动模拟

为了研究纤维在转杯和输纤通道中的运动,文章在SolidWorks 2018中建立抽气式转杯纺纱通道的物理模型,采用Fluent 19.0与EDEM 2018耦合模拟纤维的运动,探究了纤维长度为1 mm时在输纤通道和转杯中的运动数值分布,模拟了长度为16 mm时纤维在输纤通道中的运动状态。结果表明：当转杯转速为50 000 r/min时,纤维在转杯内的速度分布为85.9～89.6 m/s,纤维转动动能分布为2.65×10^-9～3.04×10^-9 J,纤维的受力分布为1.17×10^-3～1.22×10^-3 N,纤维的能量分布为9.67×10^-6～1.05×10^-5 J;输纤通道中的气流场存在压强梯度和速度梯度,纤维在输纤通道中的最大速度在出口处,且在输纤通道中同一时刻气流的速度始终大于纤维的速度,有利于纤维的伸直和输送。在输纤通道与转杯滑移面交接处纤维由于冲击导致的动能向弹性势能转变,速度较低,不利于及时向转杯凝聚槽中输送纤维,容易在转杯滑移面处发生堆积,因此...     

转杯复合纺成纱器内流场模拟及纱线质量分析

为探究转杯复合纺成纱器内流场特征及不同转杯速度对复合纱成纱质量的影响,对转杯复合纺纱成纱器进行三维建模,在Ansys 软件中模拟成纱通道尤其是纤维输送通道和转杯内的气流运动特性,解析成纱通道内流体压力和速度分布特征,并进行纺纱实验。结果表明：在相同工艺条件下,导丝管内的最低静压可达 - 9.8 kPa,转杯内负压在9 kPa 左右;纤维输送通道出口与转杯滑移面交汇处存在小部分高压区。气流在渐缩型的输棉通道中加速运动,出口处速度值达到386 m/s;输棉通道出口处的气流碰撞到滑移面后,分成2 股反方向的气流,沿着导丝管出口处作圆周运动;转杯速度与气流速度成正比,与转杯内静压成反比;转杯速度增加时,纱线断裂强力提高,断裂伸长率降低,条干不匀率增加,毛羽值减小。     

纤维在输纤通道气流场中运动的模拟

为深入探讨纤维在转杯纺纱通道尤其是输纤通道气流场中的运动形态,采用数值模拟的方法获得转杯纺纱通道内的气流流动特征,在此基础上建立了单纤维在气流场中的动力学方程,并讨论了伸直纤维和不同弯钩度的前弯钩纤维在输纤通道内的运动形态。模拟结果表明：输纤通道入口处存在气流漩涡;输纤通道横截面上的气流速度分布不均匀,通道中心比壁面附近的气流速度高,纵向方向的气流速度则不断增大;输纤通道内的纤维倾向于沿着气流速度较高的通道中心运动;纵向加速气流有利于保持伸直纤维的形态和伸直弯钩纤维;伸直弯钩的耗时随着弯钩度的增大而增大,而增大通道内的气流速度有利于缩短弯钩伸直的耗时。     

转杯纺旁路通道设计对成纱质量的影响

为减小或消除在输纤通道入口处产生的气流漩涡以降低其对纤维形态产生的不良影响,通过在输纤通道长轴一侧设置旁路通道向输纤通道补气,并采用数值模拟方法研究设置有旁路通道的气流场分布,结合纺纱试验和纤维形态测试,研究该旁路通道对改善气流场分布及转杯成纱性能的效果。结果表明:采用旁路通道进行补气可消除输纤通道入口处的气流漩涡,提高纤维剥取区的气流速度,从而提高纤维剥离牵伸倍数;设置有旁路通道的转杯纺纱器对提高成纱断裂强度具有良好的作用,对降低凝聚槽中弯钩纤维的数量有一定的效果,说明消除气流漩涡和提高纤维剥离牵伸倍数有助于纤维形态的改善,从而提高成纱断裂强度。     

气流纺转杯纺纱通道三维内流场数值模拟

针对抽气式转杯纺纱通道内部复杂气流变化,文章以RNG k-ε湍流物理模型为支撑,构建基于ICEM CFD和FLUENT的非结构性单相稳态流体计算域。采用SIMPLE算法对纺纱通道内流场进行压力-速度耦合求解,计算得到进出口质量流量差Δm=0.001 4 g/s,数值模拟满足残差收敛性条件。结果显示:转杯内腔压力场梯度明显,静、动压从杯体中心逐渐向凝聚槽边缘增大;输纤管道出口处存在湍流速度,滑移面和凝聚槽流域气流速度(342～428.68 m/s)相对较大;纺纱通道内部两路气流流线轨迹层界清晰、流向规律,流线特征符合压力场和速度场分析预期,为高速转杯流场特性及其纺纱机理研究提供了有力依据。     

凝聚槽类型对转杯内气流场影响的数值模拟

为探究G、T、U、S型凝聚槽对36 mm直径转杯内气流场的影响,在软件Fluent中对三维流场进行数值计算分析。结果表明:在相同工艺条件下,凝聚槽在1周(0°~360°)范围内,4种槽型的速度大小为G型T型U型S型,在0°与360°位置处静压大小为G型S型U型T型,其余各角度位置处静压大小为S型U型T型G型。各槽型内气流静压和速度趋势基本一致,以T型槽为例,输棉通道内的静压位于-32 886.15~18 224.56 Pa之间,转杯内的静压大部分处于-13 719.63~-7 330.80 Pa之间;输棉通道内的气流随着管道直径的减小而加速运动,在出口处达到最大值261.81 m/s。     

转杯直径对纺纱通道内气流场影响的模拟研究

探讨了三种不同直径的U形槽转杯对气流场的影响。应用Fluent软件对纺纱通道内气流场进行数值模拟,并根据计算结果分析了纺纱通道内气流场的分布。结果表明:在相同工艺条件下,凝聚槽一周(0°~360°)范围内,气流速度为U36U42U46,成纱强力为U36U42U46;在0°和360°位置处,杯内压力大小为U36U46U42,在20°~320°范围内,压力大小为U46U42U36;三种不同直径的U形槽转杯内气流静压和速度变化趋势基本一致。认为:通过数值模拟的研究分析,可以在优化工艺参数时提供一定的理论依据。     

评定转杯纺纱线结构的可能性

概论转杯纱的结构特征是存在着一定的无定向纤维,这是由于纤维在杯内纤维环中的无定向排列和剥离点之间产生差异所致。在转杯纺纱中,纤维并不象在牵伸过程中那样定向排列着。经过开松辊开松后的纤维是无定向地送到输棉通道内,尽管在通道内纤维有一定伸直和定向,但远不能像牵伸过程中对纤维的伸直平行作用,纤维多呈前后弯钩状态,导致纤维的有效利用长度缩短,与此同     

自排风式转杯纺纱通道内部气流场数值模拟

为深入研究自排风式转杯气流纺纱机理,借助流体动力学技术对其纺纱通道流场进行数值模拟.通过ICEM CFD和FLUENT仿真平台,构建基于RNG k-ε湍流方程的单相稳态流场物理模型.压力-速度耦合模拟结果表明:由输纤管道入口至出口方向,静压逐段减小、动压逐段增大,且气流流速呈递增式分布,出口处最大动压约6953 Pa、...     

新型奥托康罗312型转杯纺纱机的性能特点

赐来福公司的奥托康罗系列全自动转杯纺纱机 ,目前有 2 4 0万锭分布在 65个国家中的 10 0 0多个用户中运转使用 ,其市场占有率处于领先地位。1999年德国赐来福公司又推出新型的奥托康罗 312型转杯纺纱机 ,为纺纱质量和经济效率设定新的标准。现将 312型转杯纺纱机的性能特点剖析如下。1　成纱机理棉条通过喂棉机构握持部位的集棉器 ,经给棉罗拉喂入。喂棉机构为活动部件 ,可以最佳状态和各种粗细的棉条相配合。在清杂开松部位 ,分梳辊将棉条中的杂质清除 ,并且将棉条分梳成单纤维状态。平行排列的纤维经过纤维导入通道进入转杯。纤维被输送…     

电晕处理棉的气流纺

棉纤维经电晕放电处理增加了纤维间的摩擦,因而使环锭纺棉纱的强度按纱号和加捻程度的不同可增加约10～20％,粗号纱和低捻度棉纱的效果更大。棉花经电晕处理后,对于气流纺纱来说有着特殊的意义,因为这种纱一般都是粗号纱,它与相对应的环锭纱比是低强度的。我们将电晕处理棉和未经处理的棉在泼拉脱-萨克洛威尔883型气流纺纱机上纺制的气流纱作过对比,纺纱杯直径为52毫米,纺杯速度控制在46000转/分,分梳辊速度为6000转/分。测试单纱强度(毫牛顿/号),享克强度(即品质指标LCSP=棉纱支数×磅强),用乌斯     

新型转杯纺纱机

澳大利亚研制出一种新的转杯纺纱原理,它是一种纱线贴紧滑移面同步形成与加捻的摩擦纺。这是N. J9cobsen的发明(国际专利号为WO94/04728)。该项技术包括开松纤维并用气流输送纤维至凝聚槽,槽内有一气流环呈放射状地凝聚纤维,负压气流使纤维紧贴转杯内壁而加捻,加捻后的纤维“沿轴向通过加捻器”而被剥离。     

转杯纺纺制纯聚酰亚胺纱工艺研究

为探索聚酰亚胺纤维的可纺性,扩大转杯纺纱产品种类,用DHU Z01型转杯纺纱试验机纺棉型聚酰亚胺纤维,在对分梳辊和假捻盘组合进行优选的基础上,使用正交试验方法对转杯纺工艺进行优化。结果表明:转杯纺纺制棉型聚酰亚胺纤维纯纺纱工艺可行,OK40型分梳辊和陶瓷螺旋假捻盘组合试纺的纱线性能优良;转杯纺工艺中影响纱线质量的因素顺序及其工艺参数为,捻系数(370)、分梳辊转速(6 kr/min)、转杯转速(45 kr/min);除此之外,假捻盘、分梳辊等器材专件的类型也是影响转杯纺纱线质量的主要因素。