噴絲帽優(yōu)化設(shè)計方法.pdf

1、噴絲帽作為化纖紡絲過程中不可缺少的部件，直接影響紡絲工藝的進程。與日本、美國等發(fā)達國家相比，我國噴絲帽的發(fā)展在數(shù)量和質(zhì)量上均落后。主要原因是缺乏對實際紡絲過程中，噴絲帽內(nèi)部的力學(xué)理論研究。在纖維制造過程中，當(dāng)生產(chǎn)速度低時，纖維質(zhì)量好、斷頭率低。但是，當(dāng)紡絲的速度提高時，紡絲過程就會出現(xiàn)斜絲、凝絲、糊帽以及絲束的斷頭率大大增加等問題。除此，由于紡絲速度的提高，噴絲帽內(nèi)的壓強也增大，導(dǎo)致噴絲帽及其組件也會發(fā)生不同程度的變形的問題，本課題對噴

2、絲帽內(nèi)部力學(xué)規(guī)律進行理論研究，并給出更優(yōu)的噴絲帽設(shè)計方案。
　　本文首先對不同外形、不同微孔的噴絲帽收集了解。對噴絲帽內(nèi)的流變狀態(tài)進行研究，聯(lián)系流體動力學(xué)，給出了一維控制方程。
　　其次（1）通過假定噴絲帽內(nèi)流體的徑向速度，結(jié)合二維定常不可壓的連續(xù)方程，推導(dǎo)出噴絲帽內(nèi)流體的縱向速度分布規(guī)律；又根據(jù)達西定律，近似確定了噴絲帽內(nèi)
　　壓力分布；（2）確定了噴絲帽最內(nèi)圈噴絲孔的位置；其最內(nèi)圈半徑值要滿足最大壓力出現(xiàn)點的半徑值

3、，從而計算得出噴絲孔最內(nèi)圈半徑與最外圈半徑的關(guān)系。對于相同條件下的兩個噴絲帽，當(dāng)進口流體流速與紡絲速度控制時，最內(nèi)圈與最外圈處噴絲帽半徑成正比例關(guān)系：最外圈值越大，最內(nèi)圈的值也就越大，即不能紡絲的區(qū)域就越大。而最內(nèi)圈越小，最外圈也越小，即噴絲孔數(shù)也減小，紡絲效率同樣降低，由此可以根據(jù)關(guān)系式取最優(yōu)內(nèi)外圈半徑值。（3）對噴絲孔的縱向結(jié)構(gòu)，為有利于紡絲，給出一種新的復(fù)合式噴絲孔，使其紡絲出口處的壓力梯度達到最大，并通過理論計算出了這個過度角處

4、的橫縱坐標。（4）大噴絲帽是提高生產(chǎn)率的有效方法,但會因為噴絲帽內(nèi)腔壓力分布不均勻而導(dǎo)致不可紡，本論文通過實例說明為什么有些噴絲帽不能工作，并提出了改進方案。
　　最后（1）通過實驗數(shù)據(jù)，對噴絲帽相關(guān)組件進行研究，根據(jù)原板受壓理論和實驗數(shù)據(jù)擬合，計算出了噴絲帽組件下垂高度與噴絲帽半徑的關(guān)系，但受實驗數(shù)據(jù)量影響，還需進一步精確擬合。（2）計算出計量泵轉(zhuǎn)速、喂絲輥輪速度和漿液壓強大小的數(shù)量關(guān)系。（3）在以上的理論研究和分析基礎(chǔ)上，完成