不同压强条件下环锭旋流喷嘴内部流场模拟

为探究在不同环锭旋流喷嘴气道入口压强条件下喷嘴内部的流场分布规律,借助STAR-CCM+与ANSYS CFX流体分析软件建立旋流喷嘴模型并进行数值模拟分析,得到在纺纱过程中旋流喷嘴内部气流的速度和压力分布云图。结果表明:空气通入气道入口的流动机制遵循涡流效应,以旋流状向纱道两端流出,向两侧流出的旋流可对纱线进行轻微解捻和毛羽的进一步贴服;喷嘴内部流场对比示意图表明入口压强对纱线受力的分布并无影响,但气流压强波动幅度随入口压强的增大而增大,波动幅度越大越利于毛羽的包裹,对纤维束的包裹作用也更强烈,但过大的气流压强会造成更多纤维的流失。     

应用STAR-CCM+的旋流喷嘴内部三维流场数值模拟与分析

在环锭细纱机上安装旋流喷嘴,能较好地减少细纱毛羽。应用软件STAR-CCM+对旋流喷嘴内部流场进行数值模拟,表征了喷嘴纱道流场的分布情况,解析喷嘴纱道中径向、切向、轴向三向速度分布规律。当喷嘴气道与纱道相交方向和相切点不同时,结合气流对纤维的作用,分析旋流喷嘴纱道中的气流分布规律。从模拟结果得出：旋流喷嘴纱道与气道相切点沿X轴负方向长度为14mm,且喷嘴气道与纱道相交方向向上时,所形成的气流可以减少占大多数的顺向毛羽。     

旋流喷嘴对大麻/棉混纺纱性能的影响

为改善麻纤维因自身性能缺陷与传统纺织工艺局限性所导致的成纱毛羽问题,将新型减羽技术旋流喷嘴纺应用于10%、20%和40%大麻含量的棉麻混纺纱成纱过程,选择适当的细纱工艺参数并测试成纱后的主要性能指标。结果表明:在适宜的入口气压作用下,旋流喷嘴可以显著降低3种纱线的有害毛羽数量,其中对20%大麻含量的纱线减羽数量达到了88.5%,同时还轻微增加了3种纱线的短毛羽数量。旋流喷嘴轻微降低了3种纱线的断裂强力,条干不匀率略有恶化,对40%大麻含量的纱线最为显著。通过显微镜观察纱线表面形态,旋流喷嘴作用后的纱线表面光洁,结构紧密。     

气流导向装置对紧密纺负压分布影响及其成纱性能

为改善气流对紧密纺成纱质量的影响，设计了一款气流导向元件，通过改变气流对纱线的作用方向，探究气流导向元件对成纱质量的影响及其成纱原理。针对不同线密度的纺纱工艺，设计了相应的试验方案，并开展了对比研究，以评估所纺不同线密度纱线的条干、毛羽和强力性能。结果表明：气流导向装置可以显著改善纱线的机械性能。相较于传统紧密纺纱线，新式纺纱线在强力和毛羽方面表现得更加优异，但条干性能方面略有降低。同时，随着所纺纱线线密度的降低，强力的提高效果更加明显，而毛羽改善效果则随着线密度的增大而变得更好。在纺7.4 tex纱线时，强力提高了7.4%,同时3 mm毛羽降低了16.0%;在纺14.8 tex纱线时，强力提高了3.0%,同时3 mm毛羽降低了58.1%。     

旋流器对环锭纺不同线密度纱线性能的影响

采用安装在传统环锭细纱机的旋流器加工不同线密度的纱线,探讨了旋流喷嘴内部高速旋转气流对纱线加捻成形的影响。结果表明：旋流器的使用能够有效地减少纱线毛羽,但在优化纱线强力、条干不匀率等方面作用不是很明显且对不同线密度纱线质量的改善程度存在一定的差异。采用纱道为2 mm,气道为1.4 mm的旋流器,所加工不同线密度纱线的质量都有一定程度的提高,其中线密度10 tex 纱线的3 mm以上毛羽、断裂强度和条干不匀率质量指标的改善均优于其他四种纱线,为研究最好地降低纱线的成纱毛羽提高纱线质量而选择合适尺寸的旋流器提供参考。     

环锭旋流喷嘴纺麻混纺纱的性能

为改善麻纤维因自身性能缺陷与传统纺织工艺局限性所导致的成纱毛羽问题,将旋流喷嘴纺纱技术应用于精细化亚麻/长绒棉/天丝和大麻/棉/粘胶2种混纺纱的纺制,选择适当的细纱工艺参数并测试成纱后的主要性能指标。结果表明:当旋流喷嘴中通入的气流压强为0.1 MPa时,亚麻混纺纱的有害毛羽数量相对于传统环锭细纱降低了89.9%,压强为0.05 MPa时,大麻混纺纱的有害毛羽数量降低了99%;显微镜下2种混纺纱线的纱体结构紧密,纤维排列整齐,纱线表面光洁,大麻混纺纱中的黑色粘胶长丝均匀包裹在纱体表面,使得纱线色泽更为均匀;纱线断裂强力与条干不匀率稍有降低,但变化不明显。     

旋流喷嘴气道配置对环锭细纱性能的影响

为研究旋流喷嘴不同气道配置对减羽效果的影响,本文设计和使用了两组不同气道直径和气道位置的旋流喷嘴进行纺纱实验,并对普通纺、紧密纺和旋流纺的综合性能进行了比较。实验结果表明：气道直径为1.4mm的旋流喷嘴减羽效果优于1.2mm和1.6mm的旋流喷嘴,气道位置为A的旋流喷嘴优于位置为B和C的旋流喷嘴。对于30tex的Z捻纱,旋流喷嘴最佳尺寸参数为气道直径为1.4mm,气道位置为A,最佳气压为0.15MPa,在此条件下,旋流纺比普通纺S3值(≥3mm毛羽数之和)降低了74.2%,断裂强度增加了5.4%;比紧密纺S3值降低了59.5 %,断裂强度降低了4.0%,减羽效果显著。     

喷气涡流纺成纱工艺对竹浆纤维色纺纱性能的影响

为进一步拓展喷气涡流纺织品种及提高传统色纺纱加工效率,利用Box-Behnken设计实验方案,借助软件Minitab 16,分析喷气涡流纺工艺参数对竹浆纤维色纺纱性能的影响。结果表明：成纱工艺对色纺纱断裂强度的影响较为复杂,其中纺纱速度及纱线线密度对色纺纱断裂强度的影响受喷嘴气压不同取值影响;色纺纱条干不匀主要受纺纱速度和纱线密度影响,提高纺纱速度使纱线条干不匀先减后增,而减小纱线线密度将显著恶化色纺纱条干;色纺纱毛羽主要受喷嘴气压和纺纱速度影响,降低喷嘴气压及提高纺纱速度均会使纱线毛羽增加;色纺纱直径主要受喷嘴气压和纺纱线密度影响,增加喷嘴气压或减小纱线线密度,均会使色纺纱直径明显减小。     

降低络筒纱毛羽的机理及实践

在络筒机上安装特制的减羽喷嘴,其设计和安装不应改变纱线的设计捻度和成纱强力。分析了减羽喷嘴的减羽机理,说明减羽喷嘴是利用旋转气流对纱线毛羽进行假捻→解捻→包缠,使其包缠到纱线主体上或捻入纱线中而实现减羽。介绍了减羽喷嘴的安装原则和安装位置。对经加装减羽喷嘴络筒机处理后纱线的毛羽指数、毛羽外观、捻度和强力进行了实验分析。结果表明,经减羽后,络筒纱线的毛羽指数下降,毛羽外观得到改善,捻度和强力没有改变,验证了减羽喷嘴的减羽效果。     

锡林刺辊线速比与成纱质量关系的探讨

探讨锡林刺辊线速比对成纱质量指标的影响。在一定的刺辊速度、3种不同的锡林速度下,锡林刺辊线速比分别设定为1.5、2.0和2.5共3种进行试验。在其他工艺相同的条件下分别纺制3种不同线密度的纱线,使用USTER ME100型、USTER ZWEIGLE HL400型和YG063T型测试仪对纱线条干、毛羽和强力指标进行检测。通过采用纱线综合质量分析的方法来评定纱线质量。结果显示:当所纺纱线密度较低时,增加锡林刺辊线速比有利于纱线综合质量的提高;但是当所纺纱线密度较大(29.5tex)时,并不是锡林刺辊线速比越大越好。本次试验的锡林刺辊线速比为2.0时,29.5tex纱线的综合质量最优。     

粘胶涡流纱的纺纱工艺优化

探讨粘胶涡流纱纺纱工艺参数的优选。选择前钳口与喷嘴间距离、纺纱速度、喷嘴气压进行单因素试验分析,并利用正交试验对R 16.4 tex和R 26.8 tex纱进行了工艺优选。结果表明:上述三因素对涡流纺成纱质量有显著影响;不同纱号,较理想的工艺配置有所不同。R 16.4 tex纱的较理想工艺为前钳口与喷嘴间距离20 mm、纺纱速度330 m/min、喷嘴气压0.6 MPa;R 26.8 tex纱较理想工艺为前罗拉钳口与喷嘴间距离19.7 mm、纺纱速度330 m/min、喷嘴气压0.4 MPa。     

凹槽形状对气流槽聚纺纱集聚区流场及成纱性能的影响

针对气流槽聚纺纱不同集聚凹槽形状对成纱性能的影响,建立集聚区域三维模型,利用Fluent软件模拟不同凹槽结构的气流槽聚装置集聚区域的流场分布,比较其气流流场的特点。模拟结果表明：在相同负压条件下,非对称凹槽气流槽聚装置的气流利用率高,负压气流方向和集聚方向的速度分别为48.3、24.5 m/s,可有效握持和集聚纤维束,使得输出的须条能够最大程度地集聚,纤维也尽可能多地集中成为主体纤维束,有利于减少毛羽。通过测试所纺27.78 tex苎麻纱的成纱性能,验证非对称凹槽的集聚性能以及集聚气流对成纱性的影响。实验结果表明：采用非对称凹槽集聚装置纺制的纱线毛羽比环锭纺减少了77.58%,成纱强力比环锭纺提高了14.32%,成纱性能显著提高。     

喷气涡流纺成纱工艺对色纺竹浆纤维针织物性能的影响

为研究喷气涡流色纺成纱工艺参数对色纺竹浆纤维针织物性能的影响,基于Box-Behnken设计方法,借助Minitab16软件,分析探讨了喷气涡流纺成纱工艺（喷嘴气压、纱线线密度、纺纱速度）对色纺竹浆纤维针织物断裂强力、透气性、悬垂性及耐磨性的影响。结果表明：纱线线密度减小,织物断裂强力下降,透气性和悬垂性先显著增加,而后略有下降;纺纱速度提高,织物断裂强力缓慢减小,透气性降低,悬垂性增加;喷嘴气压对针织物断裂强力、透气性、耐磨性均无显著影响,但当喷嘴气压增加时,织物悬垂性能先增加后降低;织物耐磨性主要受纺纱速度和纱线线密度的影响,且影响较为复杂。     

旋流纺闭合式纤维集聚机构的改进及成纱性能

 为了探究旋流纺新的引纱方法,本文在旋流纺闭合式集聚装置上作了改进,将其设计成附有引纱通道和引纱罗拉的集聚装置。成纱利用引纱方法将汇聚好的纤维束引出来,再利用旋流喷嘴加捻成纱。首先分析改进前后集聚装置的区别和成纱原理,然后通过改变旋流喷嘴的气压配置,对所纺纱线的断裂强力及毛羽两项纱线质量的主要性能指标进行了测试,分析喷嘴气压配置与成纱质量之间关系,并通过扫描电镜来分析纱线结构的变化。发现：这种成纱方法可以纺制出普通纯棉纱线,加捻气压仍然对纱线质量影响较大,纱线的外观和改进前的纱线不同。本结果为研究旋流纺新型汇聚装置提供参考。     

不同成纱系统的精纺羊毛/涤纶平行纱的纱线特征

为优化平行纱的成纱性能,分别使用花式捻线系统与环锭纺纱系统纺制2种精纺羊毛/涤纶平行纱,并对比分析这2种成纱系统所纺制纱线的结构与性能特点。其中使用花式捻线系统纺制平行纱的方法是先在环锭纺纱上分别纺制线密度为15.625 tex的深蓝、浅蓝2种颜色的细纱,再在花式捻线机上将2种细纱平行喂入,外包1根线密度为2.22 tex的涤纶长丝;使用环锭纺纱系统纺制平行纱的方法是先在环锭纺纱上间隔喂入深蓝、浅蓝2种颜色的粗纱,纺制线密度为31.25tex的细纱,再将其与线密度为2.22tex涤纶长丝在并线工序并合。对比这2种成纱系统,结果表明:使用花式捻线系统纺制的平行纱的纱线强力较使用环锭纺纱系统纺制的平行纱高出48.7%、断裂强力高出44.4%。对比2种平行纱的纱线风格,使用花式捻线系统纺制的平行纱颜色均匀,使用环锭纺纱系统纺制的平行纱呈现深蓝、浅蓝2种颜色交替的效果。     

网格圈目数与纱线性能关系的研究

探讨紧密纺网格圈的作用及网格圈目数对纱线性能的影响.对CJ 27.8 tex、CJ 18.2 tex、CJ 14.6tex、CJ 9.7 tex、CJ 7.3 tex 5个品种进行了网格圈目数与成纱质量关系的试验.结果表明:目数较大的网格圈对于纺制线密度较小的纱线有利,目数较小的网格圈对于纺制线密度较大的纱线有利.中等线密度的纱线对于目数不同的网格圈有较好的适应性.实际生产中可根据所纺纱的线密度及用途灵活掌握,合理选用,以提高质量.节省电耗,降低成本.     

涡流纺纱中纺纱腔内气流结构数值模拟

 利用Fluent软件对涡流纺纱中流场进行了三维动力学模型仿真,研究了进气喷嘴、纺纱腔与空心锭子之间间隙、出口负压强度等参数对纺纱腔内气流结构的影响,并讨论其对纱线特性的影响。研究结果显示：在流量相同情况下,纺纱腔内涡流强度和均匀性与进气喷嘴方向及数量、纺纱腔与空心锭子间隙等相关。进气喷嘴轴线方向越接近纺纱腔横截面方向、纺纱腔与空心锭子间隙越小,涡流强度越大,而进气喷嘴数量越多,涡流形态越均匀稳定;间隙出口负压强度决定纺纱腔内轴向气流速度,该参数由纱线种类及其特性决定。     

复合结构微纳米纱的制备与性能

采用自行研发的熔喷微纳米纤维纺纱设备设计和试纺了以140 D/48 F锦纶基石墨烯长丝为芯,包覆聚丙烯熔喷微纳米纤维,再包缠10 D/6 F锦纶长丝的450 tex复合结构微纳米纱。较优工艺参数为：螺杆三区加热温度分别为270、275、280℃,喷嘴压缩空气加热区温度为100℃,压缩空气压力为0.5 MPa,网帘速度为15 m/min,纤网张力参数为1.20～1.25,此时纺纱连续性好,成纱效率高。复合结构微纳米纱的性能测试结果显示：纱线实际线密度为438 tex,CV值为8.5%;纱线强力为559 cN,CV值为5.2%;成纱纤维直径主要在3～8μm,平均直径5.38μm。试验结果表明,纱线性能初步达到了预期。     

络筒机上减少毛纱毛羽装置的研究

络筒工序会增加羊毛纱线毛羽,制约了轻薄高精羊毛纺织品的开发.文章针对改善羊毛纱线的毛羽,研制了一种气流喷嘴装置,应用旋转气流使纱线退捻-加捻的原理,进行了减少羊毛筒子纱毛羽的研究,研究重点放在解释气流喷嘴装置的设计理念,讨论管纱不同部位、不同规格羊毛纱线的毛羽减少效果,并且指明了项目的不足和进一步的研究方向,最后得出了实验装置能有效地减少毛纱毛羽尤其是长毛羽的结论.     

气道位置对旋流器减少细纱毛羽效果的影响

为了进一步优化旋流器的内部结构,更好地改善成纱质量,本文在前期研究基础上设计了三种不同气道位置的旋流器,并且在加工气压分别为0-0.25MPa下加工纱线。通过测定纱线的毛羽指数,并和普通环锭纺纱线进行对比,得出：当气道直径d=1.4mm,气道在纱道上的分布位置为1:2,加工气压为0.2MPa时,所纺纱线的毛羽指数达到最低。同时,利用流体力学计算软件ANSYS CFX对喷嘴内的气流场进行数值模拟和分析,研究了气流场对纱线毛羽减少的影响机理,并进一步阐明了气道位置和加工气压对喷嘴内气流场的影响。