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。     

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。     

喷气涡流纺喷嘴内气流流动的二维数值模拟

 为探讨喷嘴内部气流流动特征对纤维加捻成纱的作用,建立计算流体动力学(CFD)模型,对喷气涡流纺喷嘴中的气流流动进行二维数值模拟,并根据计算结果分析喷嘴内高速气流的速度场和压力场分布。模拟结果表明:气流的最大速度可达超音速,由于切向速度所产生的离心力和加捻作用,纤维的尾端从纤维束中分离出来,并旋转加捻到纤维束上,形成具有真捻的纱线;喷嘴入口区域的压力小于外界气压,这有利于由前罗拉钳口处输出的纤维束吸入喷嘴。研究还表明CFD技术是研究喷气涡流纺喷嘴内气流流动的重要手段。     

喷气织机辅喷嘴及辅喷射气流特性研究

文章分析了喷气织机辅喷嘴的结构特点、作用以及辅喷射气流的特性,研究了喷射气流对纬纱飞行的影响,提出了解决阻挡性纬向停台的有效方法。     

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。     

喷孔锥度对喷气织机辅助喷嘴喷射性能的影响

为探究喷孔锥度对喷气织机多圆孔辅助喷嘴喷射性能的影响规律,课题组设计了3类等大中心环形分布喷孔辅助喷嘴,研究其流场特性。分别建立了不同喷孔锥度时3类辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对上述流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时各辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度衰减曲线图及距喷嘴出口不同距离处截面速度分布图;提取截面上速度分布数据点得到了3类多圆孔辅助喷嘴0°和10°时距出口不同距离处截面速度径向分布图。结果表明:随喷孔锥度增大,各多圆孔辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度越大各型喷嘴出口处射流速度也随之增大。课题组既分析了喷孔锥度和孔心距各自单一因素对喷嘴喷射性能的影响,又考虑了喷孔锥度和孔心距双因素对喷嘴喷射性能的影响,结果表明喷孔锥度对辅助喷嘴整体喷射性能的影响较孔心距的影响更为显著。     

喷气织机主喷嘴导纱管改进构型的性能分析

为提高喷气织机主喷嘴加速性,降低耗气量,文章对主喷嘴导纱管进行改进构型的性能研究,并提出三种改进的导纱管构型。基于Fluent软件对具有三种不同导纱管构型的主喷嘴内流场进行数值模拟研究,分析导纱管对气流的加速性。分析结果表明:改进的导纱管构型二和三相比于圆柱形导纱管,加速性分别提高0. 8%~22. 5%和2%~11%;构型三由渐缩管段和圆柱管段组成,因此气流在导纱管出口平行流出,有利于和辅助喷嘴喷射气流的汇合;随着构型三渐缩管段长度的增加,导纱管出口气流速度先增大后减小,且渐缩管段长度在150 mm左右时,导纱管出口气流速度最大。     

丰田喷气织机节能降耗的实践

为降低喷气织机用压缩空气的消耗,利用新型JAT810型喷气织机节气原理对JAT710型喷气织机用异形筘及管路压力损失等方面进行改造;利用正交试验法,对JAT810型喷气织机的辅喷嘴间距、辅喷嘴角度、主喷嘴气压和辅喷嘴气压进行优化。指出:改造后的JAT710型喷气织机百米气耗降低24.81%,进气端与出气端压力差减小0.02 MPa;找到使用JAT810型喷气织机织造14.58 tex与11.66 tex纬纱,在不同车速时的最优参数,有效节省调整时间及能源成本。     

喷气织机引纬系统喷射距离与气压关系研究

采用自行试制的气压测试系统,对喷气引纬系统主、辅喷嘴引纬气压进行动态测试和分析,获得了喷气织机引纬系统的射流气压与喷射距离之间的衰减规律.     

解析法评价旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度

在对喷嘴内部流场数值模拟的基础上通过解析法研究旋转气流对喷气涡流纱加捻的强度。研究结果表明:旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度是喷孔数目、喷孔倾角、喷孔直径、喷嘴直径、空心锭外径、喷孔出口速度(即喷嘴气压)、空心锭入口与喷嘴入口间距、尾端自由端纤维倒伏空心锭上部的高度、纱线直径等的函数。喷孔出口速度增加,旋转气流加捻强度增强;加捻喷嘴直径减小,旋转气流加捻强度增大;空心锭入口与喷嘴入口间距增加,旋转气流加捻强度减小;空心锭外径增加,旋转气流加捻强度增加。数值计算结果表明解析模型的有效性。     

喷气织机辅助喷嘴流场特性分析与纬纱牵引实验研究

为了进一步研究喷气织机辅助喷嘴的流场特性,本文利用三维软件Pro/Engineer建立了辅助喷嘴流场的三维模型,并利用计算流体动力学软件Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到不同供气压力条件下辅助喷嘴出口射流中心线上的速度曲线。为了验证数值模拟的合理性,本文通过实验获取了不同供气压力条件下各种辅助喷嘴出口气流流速中心线上不同位置的速度值,并将实验数据与数值模拟进行比较。结果表明,实验所得数据的速度变化总体趋势与数值模拟得到的速度曲线基本一致。在一定程度上,很好地验证了运用Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟的可行性。最后,本文分别以两种辅助喷嘴为研究对象对不同种类纬纱的牵引作用进行实验测试。结论表明：单孔辅助喷嘴具有射流强度大、稳定性高、集束性好等特性。     

喷气织机辅助喷嘴结构参数对流场特性的影响

为降低辅助喷嘴能耗,增强辅喷气流的集束性,提高生产效率和织物质量,分析了辅助喷嘴结构参数和供气压力对射流特性的影响。运用流体动力学软件Fluent对不同供气压力下单圆孔、正三角形孔和星形孔3种典型辅助喷嘴结构的三维流场模型进行数值模拟,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下3种辅助喷嘴对称面的速度云图、中心轴线速度、耗气量及引纬速度平稳性,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。并将单圆孔辅助喷嘴数值计算得到的中心线速度和径向速度与实验值进行了比较,验证了数值仿真结果的正确性。结果表明,当供气压力相同时,星形孔辅助喷嘴气流集束性、引纬平稳性最好,耗气量小,综合性能最优。     

基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能

为提高喷气织机引纬性能,降低能耗,对辅助喷嘴结构及其参数进行优化研究。采用数值模拟分析方法,利用 Fluent 软件,研究了辅助喷嘴不同结构及参数对辅助喷嘴出口处的气流速度、速度衰减以及耗气量的影响规律。为得到喷射性能好且耗气量低的辅助喷嘴结构,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。结果表明：中心环形分布方式的辅助喷嘴喷射性能优于环形分布的辅助喷嘴;相同孔数的中心环形分布的辅助喷嘴,其出口风速随中心孔直径减小而减小,相同喷孔面积条件下,耗气量随喷孔数目的增加呈现递减趋势,8K04 型辅助喷嘴耗气量最低; 7K04 型辅助喷嘴喷射速度高,且耗气量低,综合性能最优; 5K03、6K05、7K04、8K04 型辅助喷嘴的综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。     

基于CFD的喷气织机辅助喷嘴流场分析

 为了研究辅助喷嘴的流场性质,本文建立了喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行了数值模拟,得到了供气压力为0.28MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲线以及不同供气压力条件下辅助喷嘴出口的速度分布曲线。计算结果表明：供气压力为0.28MPa时,辅助喷嘴出口最大风速高达404m/s,在辅助喷嘴出口出现了负压区;随着供气压力的增加,辅助喷嘴出口风速逐渐增大,供气压力每增加0.1MPa,出口风速约增加50m/s。最后,通过与相关文献实验值的比较,证明了数值模拟方法和实验方法分析辅助喷嘴流场的一致性。     

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。     

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。     

多圆孔辅助喷嘴喷孔结构参数灵敏度分析北大核心CSCD

为探究多圆孔型结构喷孔对喷气织机辅助喷嘴喷射性能的影响规律,获得更好的喷嘴结构和引纬质量,文章以多圆孔辅助喷嘴为研究对象,进行多圆孔辅助喷嘴结构参数灵敏度分析。首先,采用拉丁超立方采样(LHS)抽取所需实验样本并建立各样本的流场模型,获得最大出口速度作为性能评定指标。其次,基于支持向量回归机(SVR)建立辅助喷嘴结构参数与最大出口速度间的数学代理模型。最后,采用Sobol全局灵敏度分析法求解结构参数的灵敏度,得到结构参数对其最大出口速度的一阶灵敏度系数和全局灵敏度系数。结果表明:喷孔直径和孔心距对最大出口速度的影响较大,喷孔位置和喷孔锥度的影响较小。     

Numerical simulation of three-dimensional internal flow field in the spinning channel on rotor spinning unit北大核心CSCD

view of the complex airflow variation in spinning channel on air-extraction rotor, an unstructured fluid calculation domain with single phase and steady slate was built by ICKM CFI) and FLUENT software, based on RNG k-e turbulence physical model.The pressure-velocity coupling of I he internal How field in the spinning channel was solved through SIMPLE algorithm, and the mass flow difference between inlet and outlet Am =0.001 4 g/s was obtained through calculation.The numerical simulation satisfied the convergence condition of residual.The results showed that there was an obvious pressure gradient in the rotor, and the static and dynamic pressure gradually increased from central area of the rotor to the edge of condensing groove.Besides, there was turbulence velocity at the outlet of fil>er pipeline, and the air velocity(342 - 428.68 m/s) on the slip surface and flow area in the condensing groove was relatively high.The trajectory and boundary of two airflow lines in the spinning channel was clear and the flow direction was regular, the line characteristics conformed to the analysis expectation of the pressure field and velocity field.Our work strongly supports research on the flow field characteristics and spinning mechanism of high-speed rotor. © 2021 China Silk Association. All rights reserved.