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基于Fluent的空心罗拉紧密纺系统三维流场数值模拟与对比分析

梅恒  
【摘要】:空心罗拉型紧密纺是气流式紧密纺系统的一个重要分支,目前,对于其集聚区域的气流运动规律以及不同工艺参数、部件结构下气流运动特性及对成纱质量的影响等方面的研究还不够深入全面。针对此,本论文借助计算流体力学方法,对采用不同类型气流导向装置及集聚罗拉的空心罗拉集聚区流场分布进行理论探讨,为实际系统优化设计奠定理论基础。 首先,建立空心罗拉集聚区流场的三维物理模型及数学模型,利用Fluent软件对空心罗拉紧密纺纱系统集聚区流场进行模拟与表征,得到集聚区三维流场的气流分布规律,其次在此基础上,对未加装和加装三种不同类型气流导向装置的集聚区流场的流场进行模拟,对比分析不同气流导向装置对集聚区流场的影响;再次分别对采用网眼及条形通槽类型的集聚罗拉的集聚区流场进行模拟,分析不同集聚罗拉结构对集聚区流场分布的影响;最后通过纺纱实验,探讨气流导向装置及集聚罗拉的应用效果,验证流场模拟的正确性。 结合流场模拟和纺纱实验得出以下结论:空心罗拉独特的网眼结构使得须条更容易纠缠包覆;集聚罗拉外表面的气流基本上平行于须条集聚方向运动,到达吸风槽口位置时,再以一定的倾斜角度流入网眼内,这有助于须条形成凹陷包覆结构;气流在向吸风槽流入过程中,须条集聚方向风速逐渐递减,到达吸风槽中心位置时,风速为零;安装了气流导向装置后,集聚区的气流流速都有较大提升,其中A型装置提升作用最大但气流流速波动性较大;网眼的集聚区各轴向气流流速较条形通槽的低,但气流运动更加有规律性。安装B型气流导向装置的紧密纺设备所纺制的紧密纱的各项性能指标整体要比加装A型气流导向装置所纺同支紧密纱好。网眼集聚罗拉在纺制高支纱时,其纱线质量要略优于条形通槽集聚罗拉。在纺制低支纱时,条形通槽集聚罗拉的纱线质量和网眼集聚罗拉相差不大。


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