环锭纺纱自其诞生至今的百年中,因自身的牵伸、加捻、卷绕的原理优势,至今在纺纱界中仍占据着主导地位。为了解决环锭纺纱最大的问题之一:加捻过程中存在的加捻三角区,许多在环锭纺纱本身基础上进行改进的新型环锭纺纱技术陆续产生,气流槽聚纺纱技术就是其中之一。其主要针对环锭纺纱因加捻三角区形成的毛羽这一问题,在原有的环锭纺纱机上进行改进而形成的一种新型环锭纺纱技术。该原理是通过对牵伸须条宽度的集聚,使得其在加捻成纱前的须条宽度达到最小,并在过程中完成捻回的添加,最终实现成纱毛羽减少的目标。集聚纺纱中最流行的几种纺纱系统,如网格圈集聚纺纱系统、网眼罗拉集聚纺纱系统、打孔皮圈集聚纺纱系统等,其原理均是在前罗拉之前加装集聚装置,在集聚装置后再加装一个输出罗拉。这样的装置结构配置,使得纤维须条在集聚之后,还会经过罗拉的夹持,导致集聚后的须条宽度又进一步放宽,从而影响集聚效果,最终影响成纱毛羽,无法完全体现集聚纺的优势,并且这些集聚纺装备主要集中应用于棉及棉型纤维纺纱,对于纤维长度较长、长度离散度较大的羊毛、苎麻等天然纤维,该类装备的集聚效果因其集聚原理受限而难有成效,纱线毛羽的改善效果十分有限,影响最终的成纱结构及纱线性能。集聚纺纱产品在高档棉型面料市场上占据了主导地位,而传统的羊毛、苎麻等长纺产品因其自身原因必须经过烧毛工序才能实现面料的光洁化而进入高档面料行列。烧毛工序,不仅会对环境造成极大的负面影响,也会使该工序的增加而提高了加工负荷,更会使纤维原料的利用率大大下降,增加了纺织企业的成本负担。因此,高档面料市场对于集聚纺羊毛、苎麻等长纺产品的需求也将会不断上升。近十几年来,长纤维集聚纺纱技术也在积蓄发展。本文主要对气流槽聚纺纱技术进行研究,并在原有装置基础上进行原理再造,提出了侧向入槽式气流槽聚纺纱这一新的纺纱方法,并且对其进行理论研究以及实验验证,以此找寻便捷、优质的羊毛、苎麻等天然长纤维集聚纺纱的有效方法。本文在现有气流槽聚纺纱的基础上进行再造,提出了侧向入槽式气流槽聚纺纱,并且对侧向入槽式气流槽聚纺纱装置的集聚纺纱方法进行了系统性研究。首先提出了侧向入槽式气流槽聚纺纱装置,对罗拉结构等进行了优化,并对其前罗拉、侧向入槽式气流槽聚罗拉、前胶辊以及纺纱笛管所构成的集聚区域进行了划定,建立了集聚区域流体流动的三维计算模型,利用CFD原理的Fluent软件进行模拟计算,借此分析集聚区域内气流静压和速度分布情况;再利用有限元法建立纤维模型,模拟了纤维在侧向入槽式气流槽聚罗拉集聚区的运动轨迹;接着分析了集聚区附加捻度以及阻捻传递情况;最后通过数学分析以及结合气流理论,对纺纱中的断头进行分析并实验,并且基于理论研究,采用侧向入槽式气流槽聚长纤维纺纱装置,对苎麻纤维进行实验设计,以分析侧向入槽式气流槽聚纺纱的成纱性能。本文的主要研究内容和研究结论如下所示:（1）侧向入槽式气流槽聚纺纱装置结构再造。对气流槽聚罗拉的吸风内胆、笛管进行了结构改进,基于此设计了侧向入槽式气流槽聚纺纱罗拉。并对其原理进行了再造,通过侧向入槽式气流槽聚纺纱装置、前罗拉、前胶辊和吸风笛管的部分区域位置,确定了侧向入槽式气流槽聚纺纱装置系统内的三维流场区域,建立其三维流体动力学模型,通过Ansys16.0软件模拟得到集聚区域的气流流场分布情况,分析了流场中气流的静压以及速度分布规律。（2）对集聚区气流分布进行了分析。整个集聚区分为集聚前区和主集聚区。在集聚前区,分析了侧向入槽式气流槽聚纺纱装置和前胶辊的隔距变化对集聚前区气流的影响,结果表明:当隔距为0.5 mm时集聚前区会产生紊流,对于纤维运动不利,会增加纺纱过程中集聚前区的断头率。对于主集聚区,对比了不同凹槽形状,不同小孔尺寸以及不同负压下集聚区流场的分布规律。通过比较不同凹槽形状的集聚装置,表明非对称型凹槽（侧向入槽式集聚凹槽）单侧的集聚方向上的气流大小大于对称式集聚凹槽,沿着负压吸风方向的速度也大于对称型凹槽。在采用侧向入槽式集聚凹槽时对比不同负压对集聚速度的影响,结果为负压大的集聚速度相对较大,这在一定程度上有利于纤维集聚。采用对称凹槽情况下模拟不同孔径大小集聚圆孔集聚区域气流的分布,结果表明:小孔尺寸大的在集聚方向的气流速度大,这对纤维集聚具有一定的利好。（3）采用有限元法建立弹性细杆纤维模型,模拟纤维在集聚区域的运动轨迹。弹性细杆纤维模型对纤维在空间的大变形分析采用了动力学方法,使得计算简便,模拟纤维在集聚区域中的形态更加接近真实纤维运动。通过流场模拟得到的气流速度分布数据,模拟了在两种不同气流流场速度下,单纤维在气流和凹槽共同作用下的运动状态,并以此模型模拟了纤维须条在凹槽作用下的运动情况。结果表明:在单纤维运动轨迹中,纤维在较大负压下进行集聚时,集聚点更靠前,说明较大负压可以加快纤维的集聚。对须条轨迹进行研究,从侧向入槽式气流槽聚罗拉侧向喂入的须条会沿着凹槽进行滚动,形成附加捻度,附加捻度往前罗拉传递,减小了集聚前区的浮游区域范围,有利于减少集聚前区的纺纱断头。（4）对集聚区域的捻度传递情况进行了分析。气流槽聚纺纱原理决定了气流槽聚罗拉集集聚和阻捻于一体,通过分析集聚区附加捻度传递情况和纺纱加捻时的捻力矩和阻捻力矩,分别建立集聚区附加捻度模型和阻捻模型。通过附加捻度传递的研究,得出附加捻度传递长度、侧向入槽式气流槽聚罗拉凹槽角度、集聚凹槽摩擦系数、纤维须条半径以及侧向入槽式气流槽聚罗拉半径等都能影响附加捻度的传递。通过阻捻效果影响因素的研究,得出:纤维须条在集聚区中进行集聚和加捻输出,并且纤维须条在集聚区中的阻捻点一般不会突破集聚区域。阻捻效果随着纺纱张力、吸气负压、集聚吸风孔孔径以及气流槽聚凹槽与须条间的摩擦系数的增加而增加。在完全集聚点,要合理配置上述影响阻捻的因素,否则当须条还未完成集聚就进行加捻,会发生集聚失效现象,使纱线毛羽未能得到有效减少。（5）最后对纺纱断头成因进行了综合分析,并进行了长纺纤维纺纱实验。通过分析得出侧向入槽式气流槽聚纺纱装置和前胶辊的隔距越小,其浮游区长度越小,综合理论分析得出隔距为1 mm时纺纱断头最小,通过羊毛和苎麻纤维纺纱对断头理论进行了验证,实验结果符合理论分析;在断头实验中设计了改变喂入方向的实验,结果表明侧向喂入的纱线,由于附加捻度的存在,也能减少成纱过程中的浮游区断头。运用侧向入槽式气流槽聚纺纱装置进行了不同规格苎麻纱线的纺制,比较了不同喂入位置、负压和吸风孔径大小以及不同纺纱张力的苎麻纱线,观察纱线的纵向结构,并对纱线进行毛羽、强力、捻度等方面的性能进行测试与对比,得到结论为:侧向入槽式非对称凹槽气流槽聚罗拉纺纱的成纱性能优于对称凹槽的槽聚罗拉纱线性能,由于凹槽的非对称性改变了气流在集聚区的分布,并且提高了气流的利用率,因此成纱毛羽降低,强力提高。负压对纺纱的影响为:在纺一定细度纱线,并且在一定范围内增加负压,有利于4 mm及以上有害毛羽的减少,但当纺纱细度为16.7 tex,负压为3400 Pa时,由于纱线截面内纤维根数减少,并且苎麻纤维本身的初始模量高,须条中的纤维容易被吸进吸风装置,虽然毛羽减少,但造成了纤维损失,强力降低;吸风孔孔径大小变化实验中,不同孔径圆孔按规律排列的气流槽聚装置纺纱效果较好。此装置纺纱得到的苎麻长纺纱线的不同效果,为今后集聚纺纱装置运用于长纤维纺纱提供理论与实践依据。