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喷气织机辅喷嘴气流引纬流场特性分析

刘承文  
【摘要】:在现代喷气织造技术中,普遍采用的主、辅喷嘴与异型筘相结合的气流引纬方式。纬纱在喷气织机主喷嘴内获得初速度,经由一定间距排列的辅喷嘴在筘槽内形成稳定的气流场进行接力引纬,完成引纬过程。目前都是依据经验去排列和安装辅喷嘴,缺乏系统科学的理论指导去形成高效、稳定的高速气流场,由此造成大量能源消耗和纬纱运动的不稳定。因此若能准确掌握影响引纬气流场的因素,将对提高喷气织机的引纬效率和降低能源消耗起到重要作用。所以有必要利用计算流体力学(CFD)的方法对辅喷嘴引纬气流场进行数值仿真,探讨辅喷嘴及多辅喷嘴合成气流场的流动特性机理,为喷气织机引纬机构的设计及改进提供参照。 本文首先对单个喷气织机辅喷嘴喷射气流场进行数值模拟。分析了供气压力、辅喷嘴出口截面积和出口形状等因素对气流场的影响,通过比较各参数对气流场的提升效率可知,随着供气压力的变大,其喷射气流的速度、紊流强度、耗气量和射流核心区长度均逐渐增加;辅喷嘴耗气量与其出口截面积成正比,出口截面积大小在不同范围内对气流场影响不同;而辅喷嘴出口形状的改变对气流场的影响较微小。同时,在辅喷嘴出口处捕获到膨胀波的产生。在单个辅喷嘴各流场影响因素分析的基础上对多个喷气织机辅喷嘴喷射气流进入筘槽后形成的合成气流场进行数值模拟。通过研究供气压力、喷射角和安装间距等因素对合成流场的影响,和比较电磁阀对多个辅喷嘴的控制效率发现,供气压力、喷射角和安装间距三个影响因素中,辅喷嘴间距对合成流场速度的影响最大;单个电磁阀控制2个辅喷嘴同时作用时,其耗气量最低;通常单个电磁阀控制3个辅喷嘴同时作用时,气流平均速度最大,且平均紊流强度最小;单个电磁阀控制4个辅喷嘴同时作用时,间距为50mm情况下,筘槽内引纬气流速度最大。 本文的研究结果将为喷气织机引纬机构的设计及改进提供一定的参考和依据,同时表明用计算流体力学方法模拟喷气织机辅喷嘴引纬气流场是可行的。


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