喷气涡流纺利用喷射气流形成的涡流将积聚在空心锭子顶端的自由端纤维加捻成纱。喷嘴是该技术的关键部件,其内部气流场的特性影响喷气涡流纱的质量和成纱效率,纤维束和气流的相互耦合关系是其成纱机理的关键。本文以喷气涡流纺的喷嘴为研究对象,利用数值模拟方式研究了其内部气流场的流动特性及其与喷气孔的相关结构参数(位置、角度、数量、开口度)间的关系,研究了纤维束-气流两相耦合情况下纤维束的运动规律,以弥补前人对喷嘴内部气流场模拟的不足,为彻底揭开喷气涡流纺纱成纱机理提供一定的理论参考。得出如下结论:1、喷气孔位置对喷嘴内部气流流动特性的影响不明显,综合考虑回流对纤维束加捻工作的影响,确定喷气孔入射口至加捻室上端面距离H的最佳范围是1~1.5mm。2、喷气孔角度对喷嘴内部气流场的特性影响较大。随着喷气孔角度的增大,气流的旋转运动逐渐增强,当喷气孔角度增大到一定值(本文70?)时,喷嘴入口方向出现回流。结合气流场的压力、速度分布规律,得出喷气孔角度的最优范围是50?~60?。3、喷气孔数量对喷嘴内部气流场特性的影响较为显著,随着喷气孔数量的增多,气流的旋转运动增强,喷嘴入口处用以吸引纤维的负压也随之增大。4、喷气孔开口度对喷嘴内部气流流速和压力影响较大。喷气孔开口度增大,相同点处的速度随之增大,压力值随之减小。5、纤维束在气流场中运动时,因两侧存在气压差而发生弯曲变形,且纤维束沿Z方向的位移呈现周期性摆动的特点,在整个过程中以波浪式向前作螺旋式运动。6、末端纤维在纤维束末端的大幅快速摆动过程中从纤维束中分离出来,可在旋转气流的作用下给纤维加上捻度,完成加捻和包缠工作;纤维束末端的运动周期越短、频率越高,其完成的纱线加捻强度越高;增大边界压力,能够有效地提高纱线的加捻强度以及加捻和包缠的工作效率。