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。     

如何使纤维适合于转杯纺纱的需要

在现代纺纱技术中,原料费用占成纱成本的50～57％,因而原料选择颇为重要。此文是关于如何选择转杯纺纱原料,以提高其成纱质量,增加产量的论述。由于转杯纺在同一机型上既可纺出蓬松且弹性好的弱捻纱,又可纺出光滑密致的强捻织     

转杯纺纺杯内纤维运动状态的分析

本文分析了纤维在纺杯内空间及滑移面上的受力情况,并根据力学原理探求它们的运动规律。认为纤维在接触纺杯和滑入凝棉槽的瞬时,速度均发生突变而受到撞击,由此引起纤维的弯折,可能是转杯纱中纤维伸直程度差,强力比较低的原因之一。而纤维进入纺杯的初始状态及纺杯的一些结构参数,是影响纤维在凝聚过程中速度变化程度的主要因素。     

传统型与双喂给转杯纺纺纱器及其成纱性能对比

针对传统型转杯纺因单分梳技术的限制只能纯纺或者混纺性能相近的纤维原料却难以生产纤维性能差异较大的混纺纱的问题,以及基于近年来双喂给双分梳新型转杯纺技术的研究,介绍了传统型转杯纺的成纱机制以及双喂给转杯纺技术的特点,并对比分析了传统型转杯纺纺纱器和双喂给转杯纺纺纱器的结构。通过数值模拟和样纱试纺实验,分析比较了传统型转杯纺和双喂给转杯纺转杯内部流场分布特征,包括转杯内涡流、气流速度以及压强分布,同时也进一步对比分析了2种转杯纺成纱系统所纺纱线的成纱结构及其成纱性能,验证了双喂给转杯纺纺纱技术的合理性和可行性。     

弯钩方向性和纤维伸直度研究

在环锭纺中,弯钩方向性和纤维伸直度与棉纺各工序及成纱质量有着密切的关系,在转杯纺中,弯钩方向性和纤维伸直度在很大程度上也影响着气流纱的质量.指出了林氏法测定纤维伸直度的不足,介绍了测定纤维伸直度的新方法及其优点,阐述了梳理作用对纤维形状和伸直度的影响.     

基于图像处理技术的弯钩纤维表征

为了减少因弯钩纤维形成的棉结,纺出优质纱,针对弯钩纤维提出伸直度、弯钩程度、弯钩角等相关指标,利用CCD摄像机采集棉网中的示踪纤维图像,经过MATLAB数字图像处理技术得到适于特征参数提取的纤维图像,对弯钩纤维的特征参数进行提取分析,为减少弯钩纤维提供了技术支持。研究发现纤维弯钩程度和弯钩长度与弯钩角密切相关。     

Lyocell纤维转杯纺纱工艺实践

采用转杯纺纱机纺制Lyocell 36.9 tex纱,介绍了前纺工序采取的工艺原则,对转杯纺纺杯直径、纺杯速度、分梳辊速度及捻系数等工艺参数的配置进行了纺纱试验,通过合理配置工艺参数和转杯纺纱元件,保证了Lyocell转杯纱的顺利纺制及成纱质量的提高.     

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。     

转杯纺纺杯内气流流动的二维数值模拟

 运用计算流体运动力学软件FLUENT对抽气式转杯纺纺杯内气流场进行建模、网格划分,并采用有限体积法对纺杯内的气流场进行二维数值模拟,得到速度矢量分布以及两个截面的X轴方向和Y轴方向的速度分布情况。模拟结果直观地展示了纺杯内的气流流动特征,其中纺杯内流场速度处于20m/s～150m/s之间,截面的速度分布也较好地说明了纤维的运动趋势,验证了FLUENT软件研究纺杯内气流流动的可行性。     

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。     

转杯纺大豆蛋白纤维纱的开发

对大豆纤维转杯纺纱的生产工艺进行了探讨，发现大豆纤维因质量比电阻高、纺纱过程中易产生静电，因此，控制静电的产生是大豆蛋白纤维纺纱的关键。     

梳理质量对转杯纺纱质量的影响分析

文章分析了转杯纺技术的发展及转杯纺梳理质量对转杯纺纱质量的影响,用两种不同前纺工艺梳理度差异来论证影响转杯纺纱质量差异,指出不应为追求梳棉机高产而降低梳理度。     

棉条平行伸直度与转杯纺缩短工艺路线分析

通过对喂入转杯纺熟条的平行伸直度分析，结合转杯纺的纺纱机理，探讨缩短转杯纺工艺路线在生产实践中的可行性。     

输棉通道位置对转杯纺纤维运动的影响

为了研究输棉通道位置对纤维在纺纱通道中运动的影响,文章以直径42 mm转杯为例,采用Ansys软件中ICEM-CFD建立三维抽气式转杯纺纱通道模型,在Fluent商用软件中计算连续相气体流场,根据连续相计算结果拟合离散相纤维运动轨迹。保持边界条件不变,比较输棉通道位置不同时(Y=13 mm、Y=9.75 mm、Y=6.5 mm)转杯纺纱通道内气流分布特征及纤维运动轨迹的差异。试验结果表明:Y=13 mm(工况a)时,输棉通道内气流速度与压强变化梯度最大,有利于伸直纤维;工况b时,转杯凝聚槽负压最大,纤维进入转杯能较好地凝聚汇集,有利于纤维紧密凝聚成纱;输棉通道位置过低(工况c),转杯内部涡流分布不均,不利于转杯高速平稳转动。     

转杯纺纱法加工Lyocell针织纱

Lyocell纤维具有优良的物理机械性能,其针织面料在手感和外观等方面的多功能性使其开发应用前景非常广阔。由于转杯纱自身的特点,其针织品品质优越。采用转杯纺纱技术加工28 tex的Lyocell针织纱,探讨前纺工艺及技术措施;通过对各方案试纺对比,研究转杯纺主要工艺参数与成纱质量的关系,为合理选择工艺参数,提高Lyocell转杯纺针织纱的成纱质量提供参考。     

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。     

转杯纺短流程研究与实践

文章探讨了转杯纺短流程的理论基础及技术特点,首先根据转杯纺分梳辊单端握持开松的特点,以纤维弯钩理论为依据,运用纤维损伤频率差异分析的方法来揭示分梳辊开松方向的敏感性,并通过不同结果的重新组合得到进一步确认。结果表明：支撑转杯纺短流程技术的理论基础在于转杯纺分梳辊的开松方式具有明显的方向性;通过纤维损伤频率差异分析可见,以前弯钩为主体喂入分梳辊后其纤维损伤程度要大于后弯钩;通过不同结果的重组发现,以前弯钩为主体喂入所纺纱线的整体质量均要好于以后弯钩为主喂入的,且随着并合的深入,这种差异在逐渐变小。最后考虑到转杯纺短流程缺少重要的并合作用,其应用存在一定局限性,可考虑对半熟条做倒置处理来做到内外兼顾。     

转杯纺纱纤维流运动及纺纱不匀性的技术分析

研究了转杯纺纱纤维流的运动规律并对其进行了量化分析。指出影响纤维流运动的关键部位和因素,并探讨了转杯纺纱纤维的粗细不匀形成机理。在此基础上分析了转杯纺纱造成纱线不匀性的一些原因,并得出相应的结论。