紗線氣動捻接行為的仿真及實驗研究.pdf

1、氣動技術被廣泛地應用于紡織行業(yè)的各個領域。而氣動式紗線捻接則是一項使斷紗以無結方式接合的關鍵技術。作為一個復雜的過程，氣動捻接由退捻過程和加捻過程組成。首先，在退捻腔內形成的旋轉氣流驅使紗線端頭以螺旋方式完成纖維解捻。伴隨著解捻的纖維須條以相互疊合的方式拽進加捻腔后，另一股螺旋氣流將促使腔內的兩束纖維須條互相包纏而形成無結頭的捻成紗。因而不管是退捻過程還是加捻過程，氣流對于纖維的作用效果都是決定最終捻成紗捻接質量的重要因素。因此研究退捻

2、腔及加捻腔內氣流的流動特性和最終纖維運動特性就顯得更加有意義。
　　首先，本文從無結捻成紗的市場需求和氣動技術的優(yōu)點出發(fā)，分析了氣動捻接技術的重要性及可靠性。同時對于國內外氣動捻接的研究現(xiàn)狀如研究方向和研究方法等緒論也分別進行了闡述。并且通過研究方式的比較，本文研究的主要內容和意義也進行了總結。基于紗線捻接模型，氣動捻接過程及其工作原理也得到了詳細地介紹。
　　隨后，本文運用CFD軟件模擬不同進氣噴嘴切角β，進氣噴嘴旋轉角α

3、和進氣噴嘴相對退捻管的偏距e的退捻腔內的流體特性。其中切角β主要將進氣噴嘴噴射出的部分軸向氣流誘導為徑向氣流。旋轉角α和偏距e共同影響著氣流在退捻管壁面上的入射角并以此改變周向氣流的強度。由于周向氣流是影響紗線退捻效果的關鍵因素，因此不同旋轉角和偏距下的速度環(huán)量被提取出來分析周向氣流強度對于紗頭退捻效果的影響。最后高速攝影儀被用來進行解捻纖維瞬態(tài)運動的可視化實驗，以此驗證仿真分析的結果。
　　之后，由進氣流道、加速流道、旋轉流道和

4、槽流道構成的加捻腔的流體計算域被建立出來。RNG k-ε湍流模型被運用來模擬不同進氣壓力下旋轉流道內的氣流渦旋形態(tài)。而旋轉流道內的渦旋則決定了解捻纖維的包纏效果和最終捻成紗捻接質量。為了描述氣流和捻接紗捻接強度的關系，捻成紗的包纏模型被提出來。最終強力測試儀被用來獲得不同進氣壓力下的捻成紗的捻接強度來驗證捻成紗強度分類的理論分析的正確性。
　　最后為了進一步研究解捻纖維在加捻腔內的運動特性以及結頭的成形機理，流場仿真及可視化實驗相