空心錠對噴氣渦流中纖維運動規(guī)律影響的研究.pdf

1、噴氣渦流紡紗是通過噴嘴上開設的噴孔噴出作用于纖維的高速氣流進而將纖維加捻成紗。在噴嘴內部纖維運動規(guī)律復雜，涉及纖維-氣流兩相耦合。本文旨在對噴嘴內的旋轉氣流進行運動特性研究，對纖維在旋轉氣流作用下的運動規(guī)律進行研究。主要內容為:采取數(shù)值模擬結合實驗的方法對噴嘴中空心錠結構參數(shù)對流場分布特性的影響規(guī)律進行研究，基于MVS861型噴氣渦流紡紗機噴嘴結構建立了流體動力學模型，利用FLUENT研究了噴嘴內部氣流場的運動規(guī)律;在空心錠截面中心開設

2、呈環(huán)形陣列的斜孔，對空心錠斜孔排數(shù)、角度對流場分布規(guī)律進行了研究;在ADINA中建立了二維噴嘴模型，研究了在不同噴嘴壓力入口參數(shù)和不同空心錠斜孔參數(shù)條件下的纖維運動規(guī)律。噴嘴由透明有機玻璃材料加工并搭建了噴嘴實驗，研究了空心錠位置和噴孔數(shù)量對纖維在氣流場中的運動形態(tài)的影響。得出以下結論:
　　1.壓縮空氣會在噴孔出口處以斜向切入的方式進入加捻腔內部，隨后氣流呈現(xiàn)螺旋式回轉運動并慢慢向空心錠出口流動，在這一過程中還伴隨著流場流速的減

3、弱。氣流在噴嘴內達到穩(wěn)態(tài)時其各項特性曲線均對稱分布于模型的中心軸線，其中靜壓分布曲線在空心錠入口處存在負值，這會將纖維束吸入其內部通道形成芯纖維。
　　2.分析在空心錠上添加斜孔時的各個速度分量的分布，發(fā)現(xiàn)斜孔的存在并不會影響三個速度分量的分布規(guī)律，即斜孔不會影響纖維的加捻，且存在以下作用;研究中心軸線上的軸向速度分布曲線，發(fā)現(xiàn)空心錠出口的軸向速度顯著增加且能夠緩和軸向速度減小的趨勢，這樣有利于纖維保持更高的速度增加其扭轉效果進而

4、增加纖維間的抱合。
　　3.空心錠上開設的斜孔會對噴嘴加捻腔的纖維入口處的軸向速度起到一定的影響。在保持噴嘴壓力入口參數(shù)不變的情況下，當增加空心錠上開設的斜孔角度時，纖維入口平面上中心點的軸向速度會由20°時的7.8m/s增大到40°時的8.9m/s，隨之又減小到50°時的8.3m/s。
　　4.將ADINA中建立的模型以壓力入口為條件進行計算，當氣流從噴孔逐漸進入噴嘴內部時內部壓力分布會出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象，而此時纖維開始出現(xiàn)擺

5、動，此后纖維以波浪式向出口運動。隨著噴嘴入口壓力的增加，纖維在流場中的擺動幅度略有增加，擺動頻率變快，擺動周期縮短。
　　5.在ADINA模型中的空心錠結構上開設斜孔，在流場流動過程發(fā)現(xiàn)斜孔的存在會使紗線通道中的氣流向內或向外流動，這樣就存在流體對纖維的二次作用，進而影響纖維的運動狀態(tài)。綜合分析纖維的運動狀態(tài)和速度曲線，得到斜孔角度會對纖維運動產生一定的影響，隨著角度的增加纖維運動變快，斜孔角度在40°纖維運動最為劇烈。