網(wǎng)格圈緊密紡紗集聚過程模擬及附加捻度產(chǎn)生的研究.pdf

1、網(wǎng)格圈型緊密紡是在傳統(tǒng)環(huán)錠紡基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的一種紡紗新技術(shù)，它采用負(fù)壓氣流集聚成紗，能夠顯著降低紗線毛羽、提高紗線性能。目前，由于其發(fā)展歷史較短，對其成紗機(jī)理、紗線結(jié)構(gòu)及成紗工藝與紗線性能的關(guān)系等理論研究，國內(nèi)外所做的工作還不夠深入與系統(tǒng)，限制了集聚紡裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和集聚紡技術(shù)的改進(jìn)。為此，本文以不同集聚槽型的網(wǎng)格圈型緊密紡紗系統(tǒng)為研究對象，研究集聚槽型的改變對集聚效果及紗線性能的影響，并進(jìn)一步研究附加捻度的產(chǎn)生機(jī)理以及毛羽長度和彈性

2、模量對集聚效果的影響。
　　 本文首先對直型槽、斜型槽和異型槽三種槽型的網(wǎng)格圈型緊密紡紗系統(tǒng)集聚元件精確測量，然后建立集聚區(qū)流體運(yùn)動(dòng)三維理論計(jì)算模型，應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)FLUENT軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型及并行計(jì)算對流場進(jìn)行模擬與表征，分析三種槽型集聚區(qū)域內(nèi)氣流的流動(dòng)狀況，解析各槽型曲面上的氣流的靜壓分布及速度分布規(guī)律并討論速度分布對須條的作用。研究結(jié)果表明：直型槽和斜型槽集聚區(qū)靜壓分布關(guān)于槽型中心處呈由內(nèi)到外從-1700P

3、a到-100Pa過渡，Y軸向速度的分布規(guī)律都關(guān)于槽型中心線呈大小相等，方向相反的對稱分布狀態(tài)，這種分布使得須條沿槽型中心線集聚，Z軸向速度都為負(fù)值，對須條起到一定的吸附作用，呈現(xiàn)從中心線處向兩側(cè)逐漸減小的分布；異型槽集聚區(qū)靜壓呈從槽型中心處由-1800Pa到-100Pa逐漸過渡的分布，Y軸向的速度從槽口邊界兩側(cè)的-30m/s和25m/s逐漸減小至速度為0m/s的曲線L處，須條在兩側(cè)氣流集聚作用下在L曲線附近集聚。Z軸向的速度分布規(guī)律和直

4、型槽、斜型槽的類似，只是在整體速度上偏大。
　　 在獲得并提取出集聚區(qū)氣流流場速度的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步探討氣流對纖維的作用機(jī)理，本文建立纖維微元模型，對處在氣流流場中的單根纖維進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析計(jì)算，通過自編的MatLab程序模擬集聚區(qū)不同初始位置處單纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡。研究結(jié)果表明：纖維須條在直型槽集聚區(qū)最終將沿槽型中心線完成集聚輸出，在斜型槽集聚區(qū)將沿斜邊S2集聚輸出，在異型槽集聚區(qū)將沿異型曲線S2集聚輸出；其中在異型槽集聚

5、區(qū)纖維須條的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更穩(wěn)定，集聚效果最好，斜型槽次之，直型槽最差。
　　 建立斜型槽集聚區(qū)有擾流場模型，通過流場分析證明了干擾須條附近旋轉(zhuǎn)流場的存在。通過MatLab編程，模擬了纖維在旋轉(zhuǎn)流場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過對運(yùn)動(dòng)軌跡分析，認(rèn)為這種運(yùn)動(dòng)可使纖維須條產(chǎn)生附加捻度。在有擾流場數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建彈性模型，分析毛羽長度和纖維的彈性模量對集聚效果的影響，得出彈性模量越大，毛羽越不易被吸附；相同的彈性模量，毛羽越長越容易吸附，且有可能包繞