基于有限元方法的全聚纺集聚区流场数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN CFD分析功能,对全聚纺集聚区内的三维流场进行数值模拟分析。通过模拟结果的对比分析,得到全聚纺集聚区内气流速度及气流分布规律,对全聚纺工作原理进行解释。其次结合环锭纺和全聚纺纯棉纺纱实验,讨论气流全聚纺集聚区气流分布对纯棉纱质量的影响。结果表明:对于纯棉纱的纺制,全聚纺有利于改善成纱条干,提高成纱强力,减少有害毛羽的同时保留丰富的有益毛羽。     

网孔罗拉集聚纺纤维集聚区内气流流动状态分析

网孔罗拉集聚纺纤维集聚区构建了三维模型,采用流体计算软件Fluent模拟了气流在该三维模型内的流动状态,并基于数值模拟结果分析了气流吸聚槽始端位置对纤维集聚区内气流流动状态的影响。经分析认为当气流吸聚槽始端与牵伸钳口线对应时,在纤维集聚区内的气流流动速度较高,但气流逆纤维须丛输运方向流动;当气流吸聚槽始端设置在牵伸钳口前时,在纤维集聚区内的气流流动速度较低,但在自牵伸钳口至气流吸聚槽始端之间的纤维集聚区内,气流顺纤维须丛输运方向流动,而在自气流吸聚槽始端向前的纤维集聚区内,气流逆纤维须丛输运方向流动。     

全聚纺纱体内纤维转移规律对成纱性能的影响

为探讨全聚纺集聚区对成纱质量的影响,在加装全聚纺装置的QFA1528型细纱机上,分别采用四种集聚负压：1600Pa、2000Pa、2400Pa、2800Pa;四种槽型的吸风插件：水滴槽、短斜槽、直槽、长斜槽;三种不同的气流导向片：A型、B型、C型,纺制线密度为9.7tex的纯棉全聚纺纱线,并对纱线的各项性能指标进行测试。采用示踪纤维方法,对纱体内纤维的内外转移系数进行测量,继而分析不同集聚区工艺对成纱质量的影响。结果表明：当负压为2000Pa时,纱线条干和强力最好,当负压为2800Pa时,3mm以上的有害毛羽最少;当吸风插件选择短斜槽时,纱线条干最好,选择长斜槽时,纱线的强力和毛羽最好;当气流导向片选择B型时,纱线的条干最好,选择C型时,纱线的强力最好。     

四罗拉集聚纺纱系统三维流场模拟与分析

为探究四罗拉集聚纺纱系统集聚区域负压气流对须条集聚效果的影响,使用ICEM CFD软件创建了四罗拉集聚纺纱系统集聚区域的流体动力学模型,采用ANSYS Fluent Release 16.0软件对集聚区域的流场情况进行数值计算,表征了集聚区域的气流分布情况,给出了速度分布规律的数值表征,最后设置不同压强的集聚区负压来纺制纱线进行测试研究。结果表明:吸风槽6°的斜度没有对入口处的横向静压产生影响,吸风槽横向的静压成“U”型分布;不同轴向的速度分量对须条的作用效果不同;横向聚集方向气流对须条有加捻的作用;吸风槽负压增大时,纱线的强力增大,断裂伸长降低,毛羽减少,条干不匀率增加。     

气流槽聚纺纱断头理论分析及试验

为解决气流槽聚纺纱纺长纤维时,纱线容易断头的问题,针对气流槽聚纺纱中的前罗拉、前胶辊以及气流槽聚罗拉组成的须条浮游区建立了流体模型,采用Ansys14.0软件中的fluent模块进行浮游区气流模拟,通过改变前胶辊和气流槽聚罗拉的隔距来探究浮游区长度变化对成纱断头、毛羽和断裂强力的影响。结果表明:隔距为1.0 mm时成纱断头最少,3 mm以上毛羽数量最少,成纱断裂强力高。     

四罗拉紧密纺气流导向装置应用研究

采用Fluent软件对带有气流导向装置的四罗拉紧密纺系统集聚区流场进行数值仿真模拟,得到气流导向装置在不同安装位置下集聚区内的气流动动规律,为该系统气流导向装置的优化设计提供了理论依据.研究表明:加装气流导向装置后,集聚区的负压作用区域明显增大,有利于须条的横向聚集,可有效防止单纤维扩散而不集聚到纱体中,保证了各纤维以平行的状态实现完美聚集;不同气流导向装置位置下的集聚区的流速分布不同,在合适的高度范围内,气流导向装置位置越低,须条集聚方向风速越大,须条输出方向风速越小,须条厚度方向风速略微减小.低位置的气流导向装置更适合纺制线密度较小的纱线,高位置则更适合纺线密度较大的纱线.通过实验对模拟结果进行了验证.     

气流槽聚型紧密集聚纺纱装置试验设计与结果分析

本文主要针对气流槽聚型紧密集聚纺纱装置,通过改变不同负压值和钢丝圈的大小进行纺纱试验,并根据纺纱试验的结果讨论负压大小和钢丝圈大小对纱线质量的影响,选择最优的负压和钢丝圈参数。研究结果表明:环锭纺与集聚纺纱线的毛羽、强力和条干存在明显差异,集聚纱的毛羽数与环锭纱相比明显减少,并且结构紧凑、条干光滑;随着吸气负压的增加,集聚纱线的紧密程度也相应增加。     

紧密纺集聚区气流导向装置的应用效果

探讨紧密纺集聚区气流导向装置对纺纱质量的影响。介绍了气流导向装置的作用和原理,在四罗拉紧密纺系统集聚区安装自制气流导向装置,对三种不同纺纱品种采用不同导向装置位置进行了纺纱对比试验。结果表明:集聚区气流导向装置可使成纱毛羽明显减少,条干明显改善,断裂强力有所提高。认为:气流导向装置与吸风槽口的垂直距离越小,从两侧吸入的风集聚效果越好。     

集聚纺系统在绢纺细纱机中的应用

为进一步提高绢丝的成纱质量,降低生产成本,将集聚纺技术运用在绢纺中,通过分析几种形式集聚纺对绢纺的适应性,将环锭纱和集聚纱的成纱质量进行对比,并对绢丝进行烧毛。结果表明：四罗拉集聚纺应用在绢纺中最具优越性,采用新的四罗拉集聚纺装置能够将须条在集聚区内集束,从而消除加捻三角区;与环锭纺相比,集聚纺纱线的强力、毛羽、条干等指标均较好;集聚纺纱线的损耗率低于环锭纺纱线,并且能够减少工序、节约能源。     

集聚赛络纺纱导流装置的设计与应用

针对集聚赛络纺纱系统能耗较大的问题,设计3种导流装置,以降低集聚赛络纺纱系统的负压,达到节能降耗的效果。首先通过solidworks软件建立集聚赛络纺纱集聚区三维物理模型,利用fluent进行数值模拟,分析集聚区气流场的分布情况;然后通过纺纱实验进一步验证导流装置能够起到节能降耗的效果。结果表明：出口负压越大,集聚槽附近的速度越大,集聚槽上方的气流对须条起到挤压作用,使须条紧紧贴在网格圈表面,集聚槽侧向气流使须条宽度减小,须条表面的毛羽能够卷入到纱体表面,形成紧密的结构,从而能够减小甚至消除加捻三角区;使用所设计的3种导流装置(集聚负压1 000 Pa)纺制出来的纱线与普通集聚赛络纱(集聚负压2 000 Pa)质量相当,甚至更好。     

Trajectories of fibers and analysis of yarn quality for compact spinning with pneumatic groove

To study the motion trajectory of a fiber bundle in the flow field of compact spinning system with pneumatic groove, the computational fluid dynamics model was established and resolved by numerical computation using FLUENT software. The dynamics of the infinitesimal element of a fiber in the flow zone was also established. The dynamic model was solved by utilizing the self‐designed MATLAB procedure, and the motion trajectory of the fiber in the flow zone was derived. Results of this research confirmed that before the fiber bundle reaches the groove, it is condensed only by the effect of airflow, and when sliding into the groove, it is affected by both airflow and the shape of the groove. Edge fibers of the fiber bundle are condensed by airflow, and the condensing width of fibers is dependent upon the effect of air flow. The position of fibers of different widths change as a result of airflow, and the phenomenon of migration of fibers takes place in the section of the fiber bundle. Compared with the conventional ring‐spun yarn, both the tensile strength and the breaking strength of the compact‐spun yarn are enhanced, in particular by reducing yarn hairiness.     

苎麻气流槽聚型紧密纺纱工艺探讨

为了改善苎麻纱线的毛羽、断裂强度等各项性能,通过应用气流槽聚型紧密纺纱技术和传统环锭纺纱技术对苎麻纤维进行纺纱试验,详细分析纱线的毛羽指数;同时对比分析采用两种纺纱技术生产的苎麻纱线的综合性能.试验表明,气流槽聚型紧密纺纱技术可以显著地改善纱线的毛羽和断裂强度等性能.     

气流槽聚型紧密纺纯苎麻织物的开发与评价

对气流槽聚型紧密纺和普通环锭纺两种纺纱方式的苎麻纱线进行上浆、织造,并对织制的织物采用KES - FB织物风格仪测试其基本力学性能,在此基础上计算得到织物的4项基本风格值.实验结果表明,气流槽聚型紧密纺苎麻纱织物的滑爽度、硬挺度、平展度较普通环锭纱织物好,两种纱线织物丰满度差异不大,前者更适合作为夏季衬衫面料.     

紧密纺段彩竹节纱的纺制与性能分析

为了解决传统环锭纺段彩竹节纱有害毛羽较多和强力不高的问题,尝试在EJM128K-SM型细纱机上采用紧密纺装置纺制段彩竹节纱,介绍了紧密纺段彩竹节纱的形成原理,并对紧密纺段彩竹节纱与传统环锭纺段彩竹节纱的毛羽和强力进行对比,结果表明:紧密纺段彩竹节纱的毛羽和强力均得到了改善,段彩竹节纱的使用性能得到了提高。认为:紧密纺段彩竹节纱发展潜力很大。     

普适性柔顺光洁纺纱技术分析与应用

欧洲采用优化工艺、外加强制性控制力的方法降低纱线有害毛羽,最有效成熟的集聚纺技术降低细纱3 mm毛羽高达80%,但存在能耗大、成纱硬度高等问题。针对现有技术问题,本文提出在线降低纤维刚度以提高纤维加捻成纱性能的纺纱方法,研制出配套纺纱技术装备,制造出表层致密光洁、内部纤维充分转移的柔顺光洁纱线,形成柔顺光洁纱线技术,广泛适用于棉、麻、化纤纺纱领域,具有装备操作简便、性价比高、易于推广等方面的优势,实现产业化应用。     

涡流纺纱线性能分析

研究涡流纺成纱性能.采用相同熟条纺制了CJ 20 tex涡流纺纱线、传统环锭纺纱线、紧密纺纱线和喷气纺纱线,通过分析对比了这4种纱的成纱结构、毛羽、耐磨性及强伸性能,认为涡流纱成纱强力虽低于紧密纺纱线和传统环锭纱,但强力不匀较好,毛羽大幅度降低,耐磨性能很好,抗起毛起球性能好.     

原色与脱色牦牛绒精梳纯纺纱工艺研究

针对牦牛绒纤维主体长度短、长度离散度大、含有大量粗死毛等导致无法使用现有毛精纺设备实现精梳制条的问题,通过采用便捷喂毛、高效预梳、低损伤分梳、落物充分回收装置组成高效分梳机构,将卷曲、块状绒团拉伸为基本伸直的单纤维状。在细纱工序,分别采用环锭纺、网格圈紧密纺、全聚纺纺制原色和脱色牦牛绒单纱和赛络纱,并对成纱质量进行测试分析。结果表明:16.7 tex牦牛绒纯纺纱采用环锭纺时由于断头多而导致无法正常纺纱;与网格圈紧密纺相比,全聚纺所纺原色牦牛绒纱的强伸性和条干有所改善,但毛羽质量略差;与原色牦牛绒相比,脱色牦牛绒纯纺纱的综合性能有所下降,尤其是成纱强力有所降低;与网格圈型紧密纺相比,全聚纺由于实现了对牵伸后的纤维须条的平行集聚,更有利于对脱色后强力较低的牦牛绒纤维实现更加柔性、平稳的集聚加工。     

紧密纺纱技术在麻纺细纱机上的应用

传统麻纺细纱机纺纱过程中因纺纱三角区的存在,苎麻纱毛羽多且长,影响织物质量.分析了传统麻纺细纱机的纺纱特点以及利用紧密纺技术进行改造的方法,对紧密纺纺纱原理进行了论述,介绍了麻纺细纱机紧密纺装置的构成.纺纱结果表明,紧密纺苎麻纱与传统环锭纺苎麻纱相比在毛羽、强力、条干及生产效率等方面均有较大改善,综合效益较好.     

特细号苎麻嵌入式复合纱的开发

探讨特细号苎麻嵌入式复合纱的开发要点。阐述了嵌入式复合纺纱的原理,通过在传统环锭细纱机上进行相关的技术改造及使用长丝卷绕设备,利用苎麻短纤维与水溶性维纶长丝成功纺制出12.7 tex嵌入式复合纱,并与同号传统环锭纺苎麻水溶性维纶短纤维伴纺纱进行了质量对比。由该纱织制的织物经退维处理后,可得到的4.9 tex苎麻纱轻薄织物。认为:苎麻水溶性维纶嵌入式复合纱结构稳定、强力较高、条干均匀、毛羽少、纱体光洁,提高了苎麻纱的服用性能,为开发高档麻类面料创造了更好的条件。     

有机棉紧密纺纱线的生产实践

为了提高有机棉纱线的品质,采用紧密纺纱技术对其进行纺纱,并对比纺制所得紧密纱和环锭纺有机棉纱的性能指标结果表明,通过紧密纺纱工艺可以有效提高有机棉纱强力并降低毛羽量。