转杯纺纱流场状态及其对接头行为的影响

【摘要】气流在转杯纺纱中起着重要的作用，转杯纺纱通道内气流的流动状态对纤维输送、纱线纺制、接头行为有重要影响。因此本文通过系列数值模拟对转杯纺纱流场状态以及对接头行为具有影响的的纤维输送过程、凝聚槽中运动过程和引纱过程进行分析。为转杯纺成纱机理研究和纺纱器结构优化设计提供参考。本文以RFRS10型转杯纺纱机为研究对象，建立转杯流场理论计算模型，采用数值模拟的方法对转杯流场内高速、可压缩、湍流气流场的流动特征进行研究，对气流流动规律进行理论分析，分析结果表明转杯内存在负压，气流通过纤维输送管和引纱管补入转杯内。对转杯纺纱纤维输送过程进行研究，并研究了纤维输送管减缩比、纤维输送管角度、转杯转速、纤维输送管入口速度和转杯风机抽吸负压对纤维输送管气流流动运动规律和性能的影响。结果表明：纤维输送管内气流具有速度梯度，越靠近纤维输送管出口处速度越大，该特性有助于保证纤维输送过程中纤维的伸直度；随着纤维输送管渐缩比由75/20增大到185/20，纤维输送管内的速度梯度明显增大，纤维输送管出口处的速度也相应增大；转杯转速和纤维输送管角度的变化对纤维输送管内的气流流动规律影响不大；随着纤维输送管入口速度由30m/s增加到70m/s，纤维输送管内的气流的速度随之增大，但分布规律保持不变；随着风机抽吸负压的增大，纤维输送管内的静压力也随之增大，但气流速度及分布规律几乎不变。对纤维在转杯滑移面上运动和转杯凝聚槽中运动规律进行研究，并分析了转杯转速对转杯凝聚槽气流运动规律的影响。结果表明：纤维经过纤维输送管出口处进入转杯内滑移面上，一方面随着转杯旋转方向进行周向运动，另一方面向转杯凝聚槽中运动；气流进入凝聚槽中大部分随转杯旋转方向运动，一小部分反向运动，最后在凝聚槽某位置处交汇，并向转杯中心移动；对凝聚槽中气流速度进行监测，在凝聚槽50°位置处气流速度达到最大，达到425m/s，该处为气流经过滑移面进入凝聚槽的位置，随着角度的增加气流速度逐渐减小，在凝聚槽300°位置处与反向运动的气流交汇，迅速减小，为125m/s。转杯速度由5万转/分增大到15万转/分，气流交汇点由250°向300°偏移。对转杯纺纱引纱过程进行分析，并对转杯转速和风机抽吸负压对引纱过程的影响进行了研究。结果表明：从引纱管进入的气流，在转杯内气流的作用下向转杯凝聚槽中运动；对引纱管轴向位置进行监测，可知在Y=15mm处，转杯内气流对引纱管进入的气流作用较大；转杯转速对引纱管轴向位置气流运动规律影响不大；风机的抽吸负压由-2000Pa增加到-20000Pa时，引纱管内气流速度随之增大，在区间Y=0到Y=15mm区间影响较大；且随着负压的增大转杯Z=0截面涡流有所增强。
【作者】邹鹏达；
【导师】李晓明；陈洪立；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】转杯纺纱；流场状态；数值模拟；接头行为；

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