仿生非光滑表面纺杯减阻性能的数值模拟

基于仿生微小非光滑表面具有减黏降阻特性的基本思想,将高速纺杯表面布置不同形状和尺寸的非光滑沟槽。采用RNG k ～ ε模型对其三维流场进行模拟,分别计算光滑纺杯与非光滑纺杯壁面阻力系数。对比二者壁面剪应力大小与周围速度流场可知,将微小非光滑仿生沟槽表面布置于高速纺杯表面,可降低纺杯在纺纱器内高速气流对壁面的空气阻力,从而降低转杯纺纱机的动力消耗,并且沟槽形状和深度均对纺杯壁面阻力产生不同影响。与光滑纺杯相比,三角形、半圆形、矩形3种沟槽纺杯最大减阻率分别为1.271%、1.261%和1.385%。     

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。     

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、...     

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。     

转杯纺的标准化

转杯纺是目前新型纺纱中应用面最广的一种纱线,随着其技术的不断进步,其应用领域也将不断扩大。为了提高转杯纱的质量,根据国家纺织行业标准,对转杯纺纱机机械术语、转杯纺纱机及其关键零部件、转杯纱的标准进行总结分析,这将对转杯纺纱机及转杯纱质量检测时提供有利参考。     

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。     

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。     

织物热传递的数值模拟研究进展

文章介绍了织物数学模型的建立方法、热传递的基本理论,评述了近年来织物热传递数值模拟的研究进展,明确提出织物三维结构热传递的模型研究是今后织物热传递数值模拟的发展趋势。     

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。     

开水煲外壳零件冲压成形的数值模拟与实验研究

开水煲产品外壳的形状为圆桶形,由不锈钢薄板二次冲压而成,但冲压成形质量很难控制,容易出现拉裂、变薄、起皱等缺陷。因此,应用Dynaform软件,建立相应的有限元模型,对开水煲外壳零件的成形过程进行数值模拟,并对冲压成形的结果进行了实验验证,结果显示实验结果与模拟结果比较吻合。表明应用有限元软件,对开水煲外壳零件进行冲压成形模拟,其结果是正确的、可信的,同时为后续进行工艺参数优化奠定了基础。     

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。     

串联型脉冲喷嘴内流场的数值模拟

以串联型脉冲喷嘴为研究对象,基于标准的κ-ε模型,通过改变腔长,应用FLUENT软件对串联型脉冲喷嘴谐振腔内流场进行数值模拟,得到了速度场的分布规律,计算结果表明,存在一个最佳腔长使得射流出口速度达到最大.实验也得到了类似的结果.     

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。