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印染热定型机风道性能分析及结构优化

吴成成  
【摘要】:印染热定型过程是织物后整理过程中一道极其重要的工序,它使织物得到稳定的结构和性能。在热定型过程中,维持织物幅宽范围内温度均匀性对单位织物定型能耗量、定型后织物整体干燥均匀性具有决定性作用。印染热定型机是印染过程中的重要设备,其烘房内的风道结构对织物幅宽范围内的温度均匀性具有决定性作用,然而织物幅宽范围内的温度均匀性是由各个喷嘴处气流量决定的。因此,保证干燥各部分织物的气体流量的一致性是保证织物幅宽范围内干燥均匀性的前提。目前国内许多印染热定型机生产厂家在对风道进行设计时,大多凭借设计师自身的经验进行设计,而缺少对其结构的分析,以至于在织物热定型过程中,往往存在织物干燥不均匀现象,进而导致织物在储存过程中发生霉变现象。因此,对现有印染热定型机风道的性能进行分析及结构优化显的尤为重要,这不仅可以提高产品的质量,同时也给企业带来更大的经济效益。本文以现有印染热定型机烘房内的风道为研究对象,采用建模、仿真分析、试验验证等方法对其进行深入研究,仿真分析风道的各个结构对风道性能的影响,再根据分析结果对风道结构进行优化设计。本文研究的主要内容及结论如下:1)介绍了印染热定型机工作原理,并结合气体动力学及传热学对风道的性能要求进行了分析。得出的结论是织物幅宽范围内的干燥均匀性是由风道的各个喷嘴处气流量的均匀性决定的,因此分析风道的各个结构对喷嘴处气流量均匀性的影响显得尤为重要。2)建立了带有矩形喷嘴的风道三维模型,使用流体分析软件,分析了风道的各个结构对其性能的影响。得出的结论是风道的倾斜角度、风道的底面夹角以及喷嘴处挡板高度对喷嘴处气流量的均匀性影响较小,而喷嘴处挡板高度对喷嘴处气流方向的影响较大。针对织物在热定型过程中存在的条纹亮斑现象,对矩形喷嘴布局进行了优化设计。3)建立了带有圆形喷嘴的风道三维模型,使用流体分析软件,分析了风道的各个结构对其性能的影响。得出的结论是风道的倾斜角度对喷嘴处气流量的均匀性影响较小,而对喷嘴处气流量的大小影响较大。针对圆形喷嘴处气流方向倾斜及织物的条纹亮斑现象,分别对风道的结构及喷嘴的布局结构进行了优化设计。4)通过对比两种风道的试验测量结果与仿真分析结果,得出的结论是计算模型是可靠的,可以用此模型对风道做进一步仿真分析。


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