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。     

基于有限元方法的全聚纺集聚区流场数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN CFD分析功能,对全聚纺集聚区内的三维流场进行数值模拟分析。通过模拟结果的对比分析,得到全聚纺集聚区内气流速度及气流分布规律,对全聚纺工作原理进行解释。其次结合环锭纺和全聚纺纯棉纺纱实验,讨论气流全聚纺集聚区气流分布对纯棉纱质量的影响。结果表明:对于纯棉纱的纺制,全聚纺有利于改善成纱条干,提高成纱强力,减少有害毛羽的同时保留丰富的有益毛羽。     

全聚纺纱体内纤维转移规律对成纱性能的影响

为探讨全聚纺集聚区对成纱质量的影响,在加装全聚纺装置的QFA1528型细纱机上,分别采用四种集聚负压：1600Pa、2000Pa、2400Pa、2800Pa;四种槽型的吸风插件：水滴槽、短斜槽、直槽、长斜槽;三种不同的气流导向片：A型、B型、C型,纺制线密度为9.7tex的纯棉全聚纺纱线,并对纱线的各项性能指标进行测试。采用示踪纤维方法,对纱体内纤维的内外转移系数进行测量,继而分析不同集聚区工艺对成纱质量的影响。结果表明：当负压为2000Pa时,纱线条干和强力最好,当负压为2800Pa时,3mm以上的有害毛羽最少;当吸风插件选择短斜槽时,纱线条干最好,选择长斜槽时,纱线的强力和毛羽最好;当气流导向片选择B型时,纱线的条干最好,选择C型时,纱线的强力最好。     

新型全聚赛络混纺纱的成纱质量

为研究新型全聚赛络混纺纱成纱性能,采用一根5.0g／10m 精梳棉粗纱与另一根3.4g／10m涤纶粗纱在细纱工序进行全聚赛络混纺,纺出4种细度的棉／4 涤（60/40）新型全聚赛络混纺纱,并与单根混纺粗纱喂入所纺出的纱进行成纱质量对比;运用哈氏切片器,切取8种混纺纱线样本,在MOTTC B1型显微镜下观察纤维的分布状况,结合汉密尔顿指数分析方法,得到每种混纺纱内纤维的分布规律及内外转移趋势。结果表明：新型全聚赛络混纺纱的单纱条干CV值、断裂强力明显优于环锭混纺纱,且毛羽少;从单纱截面图得出,新型混纺纱中涤纶向纱芯转移呈现棉包覆涤纶的趋势,而环锭纺混纺纱中涤纶分布比较随机。     

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.     

数值分析网孔罗拉气动式紧密纺纱纤维集聚区内的气流流动特征

采用大型流体计算软件模拟网孔罗拉气动式紧密纺纱纤维集聚区内的气流流动状态．并基于数值模拟结果分析了网孔罗拉气动式紧密纺纱纤维集聚区内的气流流动特征、分析认为由于气流吸聚槽自牵伸钳口线位置开始向纤维集聚区左侧倾斜,导致气流吸聚槽左右两侧气流流动方向不同,且气流流动速度差异显著,因此在气流吸聚槽处形成的气流汇聚线更靠近气流吸聚槽的右侧边缘,揭示了网孔罗拉气动式紧密纺纱实践中,被集聚的纤维须丛总是位于靠近气流吸聚槽右侧位置的原因。     

JWF-A型并条机吸风系统气流流场的数值仿真

为解决JWF-A型并条机吸风系统在生产中存在的问题,采用数值仿真方法分析影响该吸风系统的气流流场、压力场分布和各个吸风口流量大小的因素,并从吸风系统结构参数入手,提出4种改进方案,研究补风口位置与尺寸、风道结构、吸风口开度等对吸风系统流场、压力场和风量大小的影响。仿真计算应用非结构化网格和有限体积法进行计算区域和控制方程的离散,采用标准k-ε模型封闭湍流控制方程。计算结果与实测结果表明：该吸风系统吸风量不足;吸风管道结构不变,补风口位置与尺寸、吸风口开度的变化对系统性能改进作用不大;提出的风道改进方案的吸风量相对于原方案有较大提高,吸风量可以满足要求。     

全聚纺涤棉混纺纱内纤维的径向分布

为研究全聚纺混纺纱中纤维的径向分布情况,采用环锭纺、网格圈型集聚纺和全聚纺3种方法纺制28.1tex涤棉混纺纱线,运用哈氏切片器切取三种混纺纱线样本,借助MOTTC B1型显微镜观察并采集样本中两种纤维的分布状况图,结合汉密尔顿（Hamilton）指数的方法分析,得到全聚纺混纺纱内涤纶纤维和棉纤维在纱截面内的内外转移趋势及分布规律。结果指出：利用传统环锭纺纺制的涤棉混纺纱,涤纶纤维有明显向纱芯转移的趋势,而网格圈型集聚纺,涤纶纤维向纱芯转移的趋势较传统环锭纺弱,全聚纺相对于网格圈型集聚纺而言,涤纶纤维分布更加随机,并且涤纶纤维有向纱外转移的趋势。     

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。     

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。     

喷气涡流纺纺纱过程中的气流场数值模拟

为明确高速气流成纱过程中气流产生和发展变化的规律,解决当前研究中存在的不足,对喷气涡流纺初始引纱过程和正常稳定纺纱过程的气流进行三维数值模拟及理论分析,并采用纺纱实验和借助扫描电子显微镜技术验证数值模拟结果。结果表明:纺纱初始时气流扰动小,湍流少,气流流线规则有序发展,喷嘴内负压气流产生强大吸力利于顺利引纱,模拟推测纤维的集束性较好,包缠和抱合效果较差;正常纺纱过程中气流场不稳定,湍流现象明显,气流轨迹复杂,并出现涡流和回流现象,回流为纱提供额外张力,利于提高纱线强力,模拟推测纤维的包缠和抱合效果较好,这也与纺纱实验结果相吻合。     

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。     

基于Fluent的改进型四罗拉紧密纺系统三维流场数值仿真与分析

采用数值模拟技术对集聚区进行模拟仿真,可以形象、直观地对气流分布做出分析和评价。本文采用Fluent数值仿真法,模拟了四罗拉紧密纺系统加装气流导向装置后集聚区的气流分布变化,研究结果表明：四罗拉紧密纺系统加装了气流导向装置后,须条集聚方向风压作用区域明显扩大,风速有所提升,风压的利用率提高,集聚效果得到改善;须条输出方向风速略微降低,但风速更有稳定性,有利于保持须条的条干均匀;须条厚度方向最大风压略微增加,且风压变化平缓,保证须条以较好的状态聚集。     

涡流纺纱中纺纱腔内气流结构数值模拟

 利用Fluent软件对涡流纺纱中流场进行了三维动力学模型仿真,研究了进气喷嘴、纺纱腔与空心锭子之间间隙、出口负压强度等参数对纺纱腔内气流结构的影响,并讨论其对纱线特性的影响。研究结果显示：在流量相同情况下,纺纱腔内涡流强度和均匀性与进气喷嘴方向及数量、纺纱腔与空心锭子间隙等相关。进气喷嘴轴线方向越接近纺纱腔横截面方向、纺纱腔与空心锭子间隙越小,涡流强度越大,而进气喷嘴数量越多,涡流形态越均匀稳定;间隙出口负压强度决定纺纱腔内轴向气流速度,该参数由纱线种类及其特性决定。     

Research on flow field in a modified ring spinning system with the air nozzle

Twisting is one of the most important steps in the yarn spinning, which influences the geometry of spinning triangle and determines the properties of spun yarns. Airflow is one of the most important measures on improving yarn spinning. In this paper, a kind of air nozzle with vortex guiding channel was designed and used on the modification of ring spinning system, and the spun yarn qualities was studied by analyzing the airflow field in the nozzle. Firstly, the three-dimensional physical model of nozzle was given using CAD software according to the geometrical size of the practical nozzle model. Then, the numerical simulations of the three-dimensional flow field in the nozzle were given using Fluent software. Finally, two different kinds of yarns 10Ne and 20Ne were spun in the modified ring spinning system with the nozzle installed. The airflow pressure 0.01 Mpa and two different swirling directions, anticlockwise and clockwise, were chosen. The qualities of spun yarns, hairiness, strength, evenness, and number of snarling were measured and analyzed. It is shown that the high vortex airflow can be produced in the nozzle, and then corresponding twist can be produced. For the Z(S) twisting spun yarn, under the effects of the clockwise (anticlockwise) vortex airflow, the pre-twisting would be produced and the yarn twist can be strengthened, while under the effects of the anticlockwise (clockwise) vortex airflow, the untwisting effect would be produced, and the yarn twist can be decreased.     

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。     

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。     

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。     

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。     

纺纱转杯内气流流动特性的数值分析

针对转杯内气流流场比较复杂,转杯参数对流场特性的影响规律不明确的现状,对转杯纺纱机纺纱通道内的气流流动进行了数值模拟,分析了转速和几何参数对转杯内气流流动的影响。研究结果表明,随着转速和几何参数的改变,转杯内的流动结构发生了明显的变化,这是由于旋转产生的中心低压区和纤维输送管出口处的另一低压区相互制衡的结果。当角速度为2 000 rad/s,且滑移角为22°时,子午面上漩涡结构的轴对称性最好,此时由气流造成的脉动及转杯的振动也最小。研究结果为转杯速度和转杯几何形状的选择提供了参考。