纖維自捻型噴氣渦流紡技術(shù)研究.pdf

1、作為當(dāng)今最先進(jìn)的紡紗技術(shù)之一，噴氣渦流紡具有產(chǎn)量高、速度快、工藝流程短、自動(dòng)化程度高、占地面積和用工少等突出優(yōu)點(diǎn)。相比于其他紡紗技術(shù)，噴氣渦流紡成紗過(guò)程采用高速旋轉(zhuǎn)的氣流對(duì)纖維須條加捻成紗，屬于完全自由端紡紗范疇。由于其加捻方式與傳統(tǒng)環(huán)錠紡不同，自由端纖維易被高壓氣流抽拔出紗體，造成紗線細(xì)節(jié)，成紗強(qiáng)力不足。針對(duì)噴氣渦流紡成紗結(jié)構(gòu)和加捻過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的探討，本文提出纖維自捻型噴氣渦流紡紗技術(shù)，以流場(chǎng)中氣體與纖維之間的力學(xué)行為、纖維自捻過(guò)程、

2、流場(chǎng)氣流特征作為主要研究?jī)?nèi)容。
　　本文從紡紗技術(shù)的發(fā)展以及噴氣渦流紡紗技術(shù)的研究現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，更加詳細(xì)的分析噴氣渦流紡紗線細(xì)節(jié)的成因，借助紗線成紗結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)數(shù)值模擬對(duì)纖維自捻過(guò)程展開(kāi)深入分析，主要研究分為以下幾方面:
　　(1)基于紗線結(jié)構(gòu)和纖維運(yùn)動(dòng)過(guò)程，建立噴氣渦流紡紗線中纖維的加捻體系，可知紗線包纏效果受紡紗速度、纖維尾端繞空心錠旋轉(zhuǎn)的角速度、纖維主體長(zhǎng)度、紗線直徑及旋轉(zhuǎn)曲面結(jié)構(gòu)底端至空心錠頂端的距離等因素的影響。研究

3、表明:紡紗速度降低、纖維尾端繞空心錠旋轉(zhuǎn)的平均角速度增加、纖維主體長(zhǎng)度增加、旋轉(zhuǎn)曲面結(jié)構(gòu)底端至空心錠頂端的距離增加、成紗直徑減小均有利于增強(qiáng)紗線中纖維的包纏效果。
　　(2)借助自由端纖維在流場(chǎng)中的受力體系，建立纖維被氣流抽拔出紗體的臨界條件，提出纖維的自捻效應(yīng)有利于提高纖維之間的抱合能力，減少纖維的抽拔數(shù)量。根據(jù)自由端纖維在流場(chǎng)中的形態(tài)模型，分析自由端纖維繞空心錠壁面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)過(guò)程，建立纖維與壁面的滾動(dòng)摩擦條件，為纖維自捻型

4、空心錠的設(shè)計(jì)提供理論支持。
　　(3)基于MurataNo.861中噴嘴和空心錠形成的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)建立流體動(dòng)力學(xué)模型，借助FLUENT6.3流體計(jì)算軟件，采用可壓縮流體模式對(duì)流場(chǎng)氣流特征進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，較為準(zhǔn)確的分析流場(chǎng)氣流流動(dòng)規(guī)律，并對(duì)比纖維自捻型空心錠流場(chǎng)中氣流形態(tài)的變化。研究表明:流場(chǎng)氣流速度和壓強(qiáng)關(guān)于空心錠軸線對(duì)稱(chēng)，空心錠纖維入口處壓強(qiáng)最低，有利于纖維頭端順利進(jìn)入成紗通道;氣流的切向速度和軸向速度變化規(guī)律符合旋轉(zhuǎn)氣流理論;徑向速

5、度波動(dòng)明顯，有利于須條中纖維的分散;在纖維自捻型空心錠流場(chǎng)中，空心錠頂端負(fù)壓效果更明顯，近壁面速度值降低，其中切向速度下降約10％，使紗線中自由端纖維成紗的包纏角度增加。
　　(4)采用激光射線對(duì)空心錠進(jìn)行摩擦處理，設(shè)計(jì)不同數(shù)目的豎向、順斜向、逆斜向槽體的自捻型空心錠，并對(duì)比不同參數(shù)的紗線性能。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:合理結(jié)構(gòu)的纖維自捻型空心錠有利于提高紗線的斷裂強(qiáng)力，20槽的空心錠紡紗效果優(yōu)于40槽空心錠，順斜向槽體的空心錠紡紗效果優(yōu)