论文部分内容阅读
旋流器是一种能够直接安装在环锭细纱机上,通过其特殊结构在内部形成旋转气流,进而减少纱线表面毛羽的装置。该装置具有结构简单、操作方便、成本低的优点。前期通过大量实验对影响旋流器减少有害毛羽效果的各个因素以及旋流器所纺纱线的综合性能进行了分析和探讨。本文在前期研究基础上,运用数值模拟方法来研究旋流器内部气流场对纤维的作用机理,从而为旋流器的进一步优化设计提供理论依据。首先,为了验证数值模拟方法的科学及准确性,本文依据相似准则,将旋流器进行一定比例的放大,然后利用毕托管和差压变送器的组合件对旋流器内部的流场进行实验测量。其次,运用流体力学软件ANSYS CFX对旋流器内部气流场进行数值模拟和计算,并且将模拟结果与上文的流体实验结果作对比,从而验证了数值模拟方法的准确及可靠性。同时分析了旋流器内网格质量、马赫数、密度、气压、流线、气流速度等一些气流场参数,明确了旋流器内气流场的作用形式和运动规律。第三,通过数值模拟和纺纱实验方法,讨论了加工气压对旋流器内气流场的影响。加工气压过小,气流场各方向作用力较小,达不到开松、碰撞、伸直并包缠纤维的作用,气压过大,气流作用强度过大,会对纱线形成强烈冲击,致使纱线内部分短纤维被吹散形成毛羽或者吹出纱体形成飞花,对成纱质量地改善及生产加工环境都产生不利影响。第四,通过数值模拟和纺纱实验方法,讨论了气道角度对旋流器内气流场的影响。气流从气道进入纱道后,会以螺旋运动的形式向纱道的两端流动。当气道角度为锐角时,气流主要流向纱道的右半端,气流的作用方向和纱线的运动方向是一致的,这有利于纱线向前伸直且平稳运动,同时气流能将纱线上的大部分顺向毛羽服帖在纱体表面,利于毛羽被紧紧包缠进纱体;当气道角度为直角时,气流向两端流动的概率大致相同,在纱道的右半端,气流作用方向和纱线的运动方向一致,对减少毛羽有利,但在左半端,两者的方向是相反的,不利于减羽;当气道角度为钝角时,气流主要流向纱道的左半端,而只有极少数产生回流,向纱道的右半端流去,气流作用方向和纱线的运动方向是相反的,对纱线向前伸直和平稳运动具有一定的阻碍作用,且气流逆着纱线流动时易将纱线上的大部分顺向毛羽伸直在纱体表面,对减少毛羽不利。第五,通过数值模拟和纺纱实验方法,讨论了纱道截面形状对旋流器内气流场的影响。椭圆旋流器内部形成的旋转气流不如圆形旋流器均匀和稳定,因而造成纱线运动不平稳,减羽效果不及圆形旋流器。最后,通过数值模拟和纺纱实验方法,讨论了进气孔数目对旋流器内气流场的影响。在相同的加工气压条件下,双气道旋流器内部形成的气流场更加均匀和强烈,旋转气流的中心正好位于旋流器的中心,为纱线在内部平稳运行提供有利条件,因此,减羽效果更为显著。