喷气涡流纺喷嘴参数对内流场特性的影响

为探究高速气流在喷气涡流纺内流道的流场特性规律,课题组基于FLUENT建立喷嘴的参数化模型,采用单一变量法分别研究喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷嘴内流场的影响。结果表明：受引导部件的影响,内流场气流特性分别存在不规则性,且有较多的回流和涡流现象的存在;随着喷孔数量的增加,喷孔出口气流速度略有增大,内流场涡流现象减少,气流旋转性能显著增强;随着喷孔倾角的增大,气流速度峰值先增大后减小,导引部件螺旋面两侧的轴向速度和切向速度分布有明显不同,而当喷孔倾角超过70°后角度对速度的影响逐渐减弱;随供气压力的增加,气流速度增大,气流旋转特性增强,纱线加捻效果有所提高。该研究对于喷气涡流纺喷嘴的结构设计具有参考价值。     

喷嘴参数对喷气涡流纺内流场特性的影响研究

为明确喷气涡流纺纱的纺纱机理,研究喷嘴中喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷气涡流纺内流场的影响情况,文章采用Fluent软件进行喷气涡流纺的内流场模拟分析.通过结果对比分析发现:喷孔数量和供气压力对喷嘴内流场的气流旋转运动影响较为显著,随着喷孔数量和供气压力的增加,喷嘴内气流的旋转运动显著增强,对纱线自由端纤维的加捻效果...     

喷气涡流纺工艺参数对气流场影响的数值计算

通过数值计算的方法研究喷嘴结构参数及喷孔出口速度对喷嘴内部流场流动特征的影响。研究结果表明:喷孔倾角增加,喷嘴轴线负压先增大后减小,倾角为30°时负压最大;切向速度随喷孔倾角的增加而减小,轴向速度随喷孔倾角的增加而增大;喷孔出口速度越大,切向、轴向、径向速度越大,在喷嘴轴线上负压也越大;空心锭外径对喷嘴内气流速度值影响较小,但空心锭外径较小时可使喷嘴轴线上负压增大;随空心锭与喷嘴入口间距的增加,速度场呈减小趋势,喷嘴内部静压减小,喷嘴进口负压增大。     

喷气涡流纺喷嘴结构对流场影响的研究进展

喷嘴作为喷气涡流纺的关键部件,其结构参数（前罗拉夹持点到空心锭子距离、导引体结构、喷气孔结构、空心锭子结构、涡流室结构等）对纺纱质量有重要影响。回顾了喷嘴结构的基础研究进展,分析了关于喷嘴结构的研究方法以及数值模拟的应用。总结了主要结构参数对纺纱质量的重要影响;对比了单独考虑流场、考虑纤维与气流耦合以及纺纱实验的研究方法得到不同最优结构参数的原因,阐述了仅依托流场分析的不足之处;提出应选用合适的流场分析模型,同时考虑纤维特性的分析会更有价值。最后展望了喷嘴结构研究未来发展方向,以期共同推进喷气涡流纺技术的快速发展。     

喷气涡流纺锥面体结构参数的优化

锥面体是喷气涡流纺喷嘴的重要组成部分,为了研究锥面体结构参数对纺纱的影响,对喷气涡流纺锥面体的结构参数(尖端锥度γ、尖端内径d’)进行了研究,选择6种尖端锥度γ(7.5°、10°、12.5°、15°、17.5°、20°)和6种尖端内径d’(1 mm、1.1 mm、1.2 mm、1.3 mm、1.4 mm、1.5 mm),以39 mm×1.23 dtex粘胶纤维为原料在喷气涡流纺纱小样机上进行纺纱实验,实验研究结果表明:γ为12.5°～15°,d’为1.3 mm～1.4 mm是锥面体的最佳结构参数。     

喷气涡流纺工艺参数对纺制聚酯纱的影响

喷气涡流纺作为一种高效的新型纺纱技术,最初是为了纺制纯棉纱而发展起来的。然而目前还没有就聚酯纱及聚酯/棉混纺纱相关工艺展开研究,因此该方面相应的基本理论及其复杂的相互性研究就显得极为必要。     

喷气涡流纺纺制Modal纱的参数优化

用喷气涡流纺纱开发纺制Modal纱,通过单因子及正交试验,对喷孔角度、导纱针至空心管距离、空心管锥角3个喷嘴参数进行优化,得出较优参数为:喷孔角度80°,导纱针至空心管距离1.5 mm,空心管锥角15°.测试分析了成纱的特点,为Modal喷气涡流纱的纺制及应用提供了参考.     

喷气涡流纺喷孔数量对喷嘴内气流场的影响

为了研究喷孔数量对喷嘴内气流场的影响,应用FLUENT流体计算软件对喷嘴内部气流场进行数值模拟,并结合Origin Pro 8对不同喷孔数量时喷嘴内部气流场状况进行比较和分析,深入解析喷孔数量对涡流场的影响。研究表明:喷孔数量对喷嘴内部气流场的特性影响较为明显,随着喷孔数量的增多,气流在喷嘴中形成的旋转运动增强,喷嘴入口处用以吸引纤维的负压也随之增大,对纱线的加捻特性也就越强。     

喷气涡流纺纺纱工艺参数的优化设计

采用二次通用旋转组合的设计方法,对喷气涡流纺纺纱技术的3个主要工艺参数——喷嘴压力、前罗拉到纺锭顶端的距离、纺纱速度进行了优化组合,分析了它们与纱线性能指标之间的关系,得出了纺纱最佳工艺参数。高比例彩棉和白棉混合纺纱时,上述3个参数分别为0．4MPa、19mm、320m／min。     

喷气涡流纺喷嘴喷孔参数的分析

喷气涡流纺是利用喷嘴内高速气流的旋转对纤维加捻成纱的设备,为了分析喷嘴的结构参数对成纱质量的影响,选择喷嘴的喷孔直径d为0.5 mm,分别在不同喷孔数量n(5,6)及不同喷孔角度θ(60°,65°,70°,75°,80°)下,在新型涡流纺纱机上对粘胶原料进行纺纱实验。实验结果得到了喷孔最优结构参数:喷孔孔径×数量φ0.5×5;喷孔角度70°。     

基于螺旋导引槽空心锭子的喷气涡流纺加捻腔流场模拟

针对喷气涡流纺纺纱过程中存在的成纱强力偏低的问题,提出一种基于螺旋导引槽空心锭子以提高成纱强力的方法。通过数值模拟的方法,研究基于螺旋导引槽空心锭子的加捻腔气流场流动特征,验证螺旋导引槽空心锭子结构对成纱性能的改善作用。结果表明：空心锭子外表面的螺旋导引槽可以引导气流流动,使自由尾端纤维的加捻作用增强;此外,螺旋导引槽结构的存在,导致槽内外气流的静压和速度存在差异,引起自由尾端纤维的内外转移,并产生自捻效应,可进一步实现喷气涡流纺纱线强力的提高。     

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。     

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。     

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。     

喷气涡流纺纱线拉伸断裂强力预测模型构建与验证

为更好理解喷气涡流纺纱线结构对纱线强力的影响机制,实现纱线结构优化设计,首先在观察与分析喷气涡流纺纱线结构基础上,构建了喷气涡流纺纱线的几何结构模型;阐述了喷气涡流纺纱线内纤维的受力情况,以此得出喷气涡流纺纱线拉伸断裂强力的数学模型;通过对喷气涡流纺纱线拉伸断裂强力预测值与实测值的比较进行模型验证。研究结果表明：纱线强力预测模型对纱线拉伸断裂强力的预测结果与实测值较接近,同时,纱线中毛羽纤维造成的纱线半径计算的误差会影响到模型预测结果的精确性。     

喷气涡流纺涡流管喷孔工艺的实验研究

喷气涡流纺是利用高速旋转气流在涡流管中对纤维加捻而使其成纱,为了研究涡流管喷孔参数对纺纱的影响,对涡流管的喷孔参数(喷孔孔径、喷孔角度和喷孔个数)进行探讨,选择2种喷孔直径(0.5、0.6 mm),并在这2种直径下选择7种喷孔角度(30.0°、32.5°、35.0°、37.5°、40.0°、45.0°、50.0°)、3种喷孔个数(4、5、6),以粘胶为原料在喷气涡流纺纱小样机上进行纺纱实验,结果表明:当喷孔角度为45.0°,喷孔直径为0.5 mm,喷孔数目为4时,成纱质量好且能耗小.     

空心锭包覆纺纱的顺向包缠作用特征

为探讨空心锭包覆纺纱区别于其他采用空心锭机构纺纱技术的包缠作用特征,对包覆纺纱与平行纺纱、空心锭花式捻线技术的工艺路线和包缠作用原理进行比较,指出包覆纺纱采用"顺向包缠"的工艺配置实现外包缠纱对芯纱的直接包缠,并对包缠作用进行速度分析和张力分析。结果表明:外包缠纱包缠角的波动,在芯纱速度与包缠速度匹配失衡时,会引起包缠点的移动,会合导纱钩将缠绕点的波动及由此导致的包缠捻度变化限制在较小的范围内;一定的芯纱张力是实现正常包缠作用的必要保证,张力匹配不当导致的包缠点偏离中心线会引起包缠结构的变化;包缠张力使芯纱产生与缠绕方向的同向回转,对包缠捻度有抵消作用。     

传统型与自捻型喷气涡流纺的对比

针对喷气涡流纺纱技术气流加捻过程中落纤率较高导致纱线细节较多以及纱线结构中芯纤维平行伸直导致纱线强力较低的问题,提出自捻型喷气涡流纺纱技术,依据动摩擦原理,采用镭射激光加工处理,增大自由端纤维与空心锭接触面之间的动摩擦力,实现纤维在空心锭表面旋转运动过程中自身发生扭转后包缠到纱线中,增大纤维间的抱合力。同时基于流体力学模拟和样纱试纺实验,对比分析了传统型喷气涡流纺和自捻型喷气涡流纺空心锭结构参数、喷嘴内部近壁面处的流场特征和纱线结构性能,验证了自捻型喷气涡流纺纱技术的可行性。