喷气织机引纬筘槽内气流状态的实验研究

喷气织机筘槽内的引纬气流在筘片组成的气流通道内由多个相邻辅助喷嘴的喷射气流、筘片的背泄气流和从开口侧外泄的扩散气流形成。测量筘槽内的气流流速可以用于分析各工艺参数对引纬槽内气流场的影响，可以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。本文采用毕托管，通过自行设计的测量装置对引纬筘槽内的气流速度进行了测量，同时研究了不同供气条件下气流速度的变化情况。     

喷气织机引纬筘槽内气流状态的影响因素

由于测量引纬筘槽内的气流速度可用于分析各工艺参数对引纬过程的影响,为此通过自行设计的测试装置,采用毕托管测试引纬筘槽内不同位置的气流速度,并研究喷向角和辅助喷嘴间距等工艺参数的适调范围。结果表明:引纬筘槽内不同位置具有不同的气流速度;供气压力在(2～4)×105 Pa范围内,辅助喷嘴喷射角不宜设置为5°,否则将导致引纬气流速度过低;辅助喷嘴间距缩短有利于提高引纬筘槽内的平均流速,当辅助喷嘴间距为65 mm时,引纬筘槽内的气流速度完全能够满足100 m/s的引纬要求。     

辅助喷嘴结构对喷气织机异形筘内合成流场特征的影响

为提高喷气织机引纬系统的引纬速度和稳定性,采用雷诺时均方程中的k-ε双方程湍流模型分别对单圆孔、正三角形孔和星形孔3种不同的典型喷嘴与异形筘的合成流场进行模拟仿真,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下不同辅助喷嘴间距合成流场中心轴线气流速度和流场速度云图。结果表明:当压力相同时,正三角形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度最高,对纱线牵引力最大;星形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度变化幅度最小,引纬稳定性最好;单圆孔辅助喷嘴中心轴线气流速度波动最大,间距超过70 mm,不适合引纬;在全幅织物接力引纬时,各组喷嘴射流的喷射时间互相衔接,喷嘴间距不宜太长。     

辅喷间距对筘槽内气流速度波动变化的影响

采用高速摄影系统,对喷气织机喷气引纬异形筘槽内纬纱飞行实际状态进行拍摄记录,可以看出纬纱存筘槽中合成的"三维气流场"中呈旋转波动式前行,并通过气体流场测试装置,在不同辅助喷嘴间距条件下对筘槽内以接力引纬的方式进行喷气引纬的气体流场进行测试分析,分析研究了筘槽内气体流场的空间立体的动态分布以及辅助喷嘴间距对筘槽内气体流场流速的波动变化的影响,在保证牵引气流具有较高流速的前提下,努力减小筘槽内侧合成牵引气流速度的波动变化范围,有利于减小运动纬纱的波动,改善引纬质量和节约气耗.     

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。     

辅肋喷嘴间距变化对纬纱飞行状况的影响

 为更好了解喷气引纬时纬纱运动状态,减小纬纱波动程度,采用由喷气引纬系统主要构件和高速摄像系统组成的气流指数测试仪,对喷气引纬时纬纱在异型筘槽内实际飞行状态进行拍摄记录,并用专业图像分析软件进行分析,测试在不同辅助喷嘴间距时筘槽内纬纱实际飞行运动速度变化情况,以及纬纱在筘槽中飞行运动的波动幅度,得出在辅助喷嘴间距为65 mm时纬纱飞行运动的速度波动变化。相对75 mm和85 mm间距时,纬纱头端速度波动变化要小,头端飞行运动更加平稳。     

辅助喷嘴间距变化对纬纱飞行状况的影响

为更好了解喷气引纬时纬纱运动状态,减小纬纱波动程度,采用由喷气引纬系统主要构件和高速摄像系统组成的气流指数测试仪.对喷气引纬时纬纱在异型筘槽内实际飞行状态进行拍摄记录,并用专业图像分析软件进行分析,测试在不同辅助喷嘴间距时筘槽内纬纱实际飞行运动速度变化情况,以及纬纱在筘槽中飞行运动的波动幅度,得出在辅助喷嘴间距为65 mm时纬纱飞行运动的速度波动变化.相对75 mm和85 mm间距时,纬纱头端速度波动变化要小,头端飞行运动更加平稳.     

筘槽内引纬气流场分布及其对纬纱飞行的影响

为了解喷气引纬纬纱的实际运动状态和筘槽内引纬气体流场的分布变化与纬纱运动状态的关系,采用高速摄影系统,对喷气引纬时纬纱在异型筘槽内飞行的实际状态拍摄记录,可以看出纬纱在筘槽内呈旋转螺旋状前行。通过气体流场测试装置,对筘槽内喷气引纬的气体流场进行测试分析,认为因筘槽内引纬气体流场的特殊动态分布变化使纬纱作旋转螺旋状前行。对第1辅助喷嘴喷向角做适当调整,可以降低第1、第2辅助喷嘴间段上引纬气体流场的波动变化。     

喷气织机辅助喷嘴与异形筘结构参数对流场的影响

为深入理解辅助喷嘴引纬流场特性以及相关结构参数的影响作用,以便为引纬工艺的改善提供参考,根据实际引纬情形建立辅助喷嘴与异形筘组合流场模型。利用计算流体动力学软件Fluent对组合流场进行数值模拟,得到组合流场射流中心线上的速度分布,并通过实验验证数值模拟的合理性。以此为基础,探究异形筘下唇倾角以及辅助喷嘴喷孔与异形筘壁的距离对组合流场的影响。结果表明：辅助喷嘴组合流场出口速度的实验值小于数值模拟值,但二者整体上具有较好的一致性。供气压力为0.3MPa和0.4MPa时,异形筘下唇倾角为12°和3°时的气流速度为最优,同时辅助喷嘴喷孔与异形筘壁间的合适距离为9mm与10mm。     

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。     

Characteristics of intersecting airflows in the narrow flow channel

Air-jet loom is a kind of shuttleless loom, which is widely used in textile industries. The weft insertion system is composed of main nozzle, auxiliary nozzles, and profiled dent groove. The jets from the main and auxiliary nozzles intersect in the profiled dent groove. The velocity and stability of the intersecting airflows have a direct impact on the yarn’s motion. In this paper, the commercial software is adopted to simulate the intersecting airflows in the profiled dent groove. The result shows it is reasonable that the distance from the main nozzle to the first dent is 15 mm. The optimal distance from the main nozzle to the first auxiliary nozzle is between 45 and 50 mm based on the criteria of the utilization efficiency of the airflow. According to the standard of airflow stability, when the spray angle of auxiliary nozzle is about 7°, the standard deviation of the radical airflow velocity is the smallest in different cross sections. Therefore, the intersecting airflows are the most stable when the spray angle of auxiliary nozzle is about 7°. The velocity distribution of intersecting airflows in the profiled dent groove is measured using Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The research results can provide some useful references for the optimization of the weft insertion system of the air-jet loom.     

喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计

为寻求喷气织机辅助喷嘴的最优结构来改善辅助喷嘴引纬的综合性能,建立辅助喷嘴的三维模型,利用 ＣＦＤ 软件的Ｆｌｕｅｎｔ 对辅助喷嘴引纬流场进行值模拟,得到0.3ＭＰａ 供气压力下辅助喷嘴出口射流中心线的速度曲线、辅助喷嘴入口的质量流、以及距离辅助喷嘴出口４０ ｍｍ 处截面上的速度分布。为验证辅助喷嘴结构的优化设计,通过引纬平稳性、能耗和最大流速进行综合分析。结果表明：锥角为６°的单孔辅助喷嘴综合性能最优,最大流速和引纬平稳性分别提高了4.4％和36.7％;长宽比为3.3 左右的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优,引纬平稳性提高了7.3％;双孔辅助喷嘴根据上述３ 种指标获得对应指标下的最优组合以满足实际引纬的不同要求。     

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。     

节约喷气织机压缩空气的技术措施

探讨在喷气织机上节约压缩空气耗气量的技术措施.针对喷气织机用气成本较高的现状,通过调整喷气织机供气压力、辅助喷嘴引纬工艺、主喷嘴芯直径等技术措施,在不影响织机效率和产品质量的前提下,每台织机耗气量由原来0.91 m3/min下降至0.82 m3/min,从而可以减少空气压缩机的开机数量,实现节约用气用电的目的.