基于ANSYS/Fluent的主喷嘴外流场分析

为获得喷气织机稳定的引纬气流,提高喷气织造的效果,根据主喷嘴的结构对喷气织机用主喷嘴的结构和喷气引纬系统进行优化,通过建立三维模型并用ANSYS/Fluent进行仿真,对不同主喷嘴出口直径和速度下的自由紊动射流流场进行了详尽的图形分析和数值模拟计算。指出:主喷嘴采用直径为4mm~6mm的小喷口,可获得更加稳定的引纬气流;主喷嘴外流场的射流喷口直径与异形筘的安装位置和气流槽高度相关;数值模拟与理论解吻合较好,可为后续研究提供指导。     

喷气织机辅助喷嘴流场特性与耗气量分析

为研究辅助喷嘴几何结构对喷嘴喷射效果及耗气量的影响,采用CFD软件Fluent对喷气织机辅助喷嘴流场进行数值模拟,获得了辅助喷嘴在不同供气压力、出口截面积、出口形状及喷射角下的纬纱飞行轴线气流速度分布。结果表明:随压力增大,射流速度的提升逐渐变弱,耗气量随压力呈正相关变化;喷嘴出口截面积影响射流速度和持续性,随截面积增加耗气量不断增大;截面积一定时,出口形状变化对筘槽内流场影响较小;纬纱飞行方向上气流速度及峰值位置随喷射角而变化,在实验范围内,喷射角越大耗气量越小,选择合适的辅助喷嘴和引纬工艺,是实现喷气织机高质低耗目标的关键。     

喷气射流引纬技术的国内外研究现状

介绍了当今国内外喷气织机的发展现状以及喷气射流引纬技术在主喷嘴、辅助喷嘴、气流对纱线作用领域的研究情况，综述并提出了射流引纬技术的研究内容与研究方向。     

喷气织机辅助喷嘴结构参数对流场特性的影响

为降低辅助喷嘴能耗,增强辅喷气流的集束性,提高生产效率和织物质量,分析了辅助喷嘴结构参数和供气压力对射流特性的影响。运用流体动力学软件Fluent对不同供气压力下单圆孔、正三角形孔和星形孔3种典型辅助喷嘴结构的三维流场模型进行数值模拟,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下3种辅助喷嘴对称面的速度云图、中心轴线速度、耗气量及引纬速度平稳性,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。并将单圆孔辅助喷嘴数值计算得到的中心线速度和径向速度与实验值进行了比较,验证了数值仿真结果的正确性。结果表明,当供气压力相同时,星形孔辅助喷嘴气流集束性、引纬平稳性最好,耗气量小,综合性能最优。     

喷嘴内纱线张力的分析

喷气或喷水织机,运用射流引纬,近年来已逐步取代了传统的有梭织机,使织机生产率提高了3倍以上,本文将着重对喷气织机喷嘴中的气流与纱线张力的关系进行分析。实验用喷嘴如图1所示。该喷嘴主要由a进气嘴、b喷嘴主体、c加速管三部分组成。进气嘴长35mm,外径6mm,内径D_2在实验中为一变量参数。喷嘴主体外     

辅助喷嘴结构对喷气织机异形筘内合成流场特征的影响

为提高喷气织机引纬系统的引纬速度和稳定性,采用雷诺时均方程中的k-ε双方程湍流模型分别对单圆孔、正三角形孔和星形孔3种不同的典型喷嘴与异形筘的合成流场进行模拟仿真,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下不同辅助喷嘴间距合成流场中心轴线气流速度和流场速度云图。结果表明:当压力相同时,正三角形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度最高,对纱线牵引力最大;星形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度变化幅度最小,引纬稳定性最好;单圆孔辅助喷嘴中心轴线气流速度波动最大,间距超过70 mm,不适合引纬;在全幅织物接力引纬时,各组喷嘴射流的喷射时间互相衔接,喷嘴间距不宜太长。     

异形喷嘴低压射流形态的实验研究

讨论了异形喷嘴形状及压力的改变对射流形态变化的影响。在实验的基础上分析了诸如:喷嘴出口形状,压力及入口角的改变对射流形态变化的影响。其结果对于异形喷嘴在工程上的应用和理论上的研究均有重要的指导意义。     

一种新型快速干燥气擦装置

德国某公司研制了一种快速干燥气擦装置，可以用于钢丝绳、钢丝和钢帘线，走线速度可达5—10m／s。根据使用情况不同，气擦内径从4．0mm到19．0mm，共有7种规格。气擦由两个陶瓷导嘴、一个圆锥状塑料螺旋喷嘴芯和一个不锈钢喷嘴腔组成，喷嘴腔形状像长颈瓶，瓶颈端通过两个夹片及螺母可与槽体相连，瓶颈端内部安装一个陶瓷导嘴，喷嘴腔的大端与螺旋喷嘴芯相连，喷嘴芯内安装另一个陶瓷导嘴，喷嘴腔的一侧有与轴线垂直的进气孔。气流从进气孔进入后，由于螺旋喷嘴芯的作用使得气流均匀吹到钢丝周围，其效果相当于气擦绕钢丝旋转，并且冲击力较大。这种气擦装置具有气体消耗少、干燥速度快的特点。     

喷气织机引纬流场的测试与分析

本文测试分析了单孔辅助喷嘴的流场特性，首次提出了单孔辅助喷嘴射流的不对称性；还测试分析了多个喷嘴气流合成的流速分布以及影响喷气织机气织机气流合成的主要因素。此处，讨论了有关降低气流合成波动率问题。     

主喷射气流的引纬特性

本文通过主喷供气压强、主喷嘴的结构、主喷射气流的速度和流量，讨论高速小流量主喷射气流的特点。介绍了主喷射气流的引纬过程，指出主喷射气流不具备输送纬纱飞越梭口的能力；主喷射气流从喷嘴射出后的有效作用距离很小，主喷射气流与纬纱之间的动能传递，是在主喷嘴的导纱管内完成的。     

解析法评价旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度

在对喷嘴内部流场数值模拟的基础上通过解析法研究旋转气流对喷气涡流纱加捻的强度。研究结果表明:旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度是喷孔数目、喷孔倾角、喷孔直径、喷嘴直径、空心锭外径、喷孔出口速度(即喷嘴气压)、空心锭入口与喷嘴入口间距、尾端自由端纤维倒伏空心锭上部的高度、纱线直径等的函数。喷孔出口速度增加,旋转气流加捻强度增强;加捻喷嘴直径减小,旋转气流加捻强度增大;空心锭入口与喷嘴入口间距增加,旋转气流加捻强度减小;空心锭外径增加,旋转气流加捻强度增加。数值计算结果表明解析模型的有效性。     

Numerical simulation of the yarn formation process in Rieter air jet spinning

This paper presents a three-dimensional numerical simulation of the airflow field inside Rieter air jet spinning nozzle. The velocity and pressure distribution were analyzed to describe the principle of yarn formation. The analysis of velocity components and static pressure revealed how the air vortices are created inside the nozzle. A theoretical study along with experimental verification was performed to investigate the influence of nozzle pressure on air jet yarn tenacity and the results were in good agreement. The results show that increasing nozzle pressure resulted initially in improving yarn tenacity but at high pressure tenacity deteriorates.     

喷气织机引纬工艺参数的设定

探讨喷气织机引纬工艺参数的设定方法。以GA708-280型喷气织机为例,分析了主喷嘴、辅助喷嘴电磁阀的开闭时间、主喷嘴和辅助喷嘴的喷气压力、储纬器挡纱针的释放时间等引纬参数的设定方法及一般原则。认为:喷气织机引纬喷射时间参数要根据不同的织物组织结构及品种来设定;喷气压力应采用先由高压(如4×105Pa)开始,再逐渐降低的方法来设定。     

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。     

节约喷气织机压缩空气的技术措施

探讨在喷气织机上节约压缩空气耗气量的技术措施.针对喷气织机用气成本较高的现状,通过调整喷气织机供气压力、辅助喷嘴引纬工艺、主喷嘴芯直径等技术措施,在不影响织机效率和产品质量的前提下,每台织机耗气量由原来0.91 m3/min下降至0.82 m3/min,从而可以减少空气压缩机的开机数量,实现节约用气用电的目的.     

Some studies on hairiness reduction of polyester ring spun yarns by using air-nozzles during winding

This paper reports on the hairiness reduction of polyester yarns at winding using air-nozzles. Three yarns of the same count were spun each from fibres of 1.0, 1.2 and 1.4 deniers respectively. Using a CFD (computational fluid dynamics) model, airflow inside the nozzles is simulated to explain the role of nozzle parameters viz., axial angle of air inlets and yarn channel diameter on yarn hairiness reduction during winding. Air drag forces acting on hairs are calculated. Transverse drag forces acting on hairs play a major role in bending the hairs. Vortex nature of air and air velocity profile inside the nozzle are the important phenomena in reducing yarn hairiness. Box and Behnken factorial design of experiments is used to optimize nozzles parameters, fibre denier, and air pressure to maximize the hairiness reduction. Axial angle of 45° for air inlets, 2.2 mm yarn channel diameter, 1.4 denier fibre, and 0.9 bar (gauge) air pressure are the combinations to get maximum reduction in S3 hairiness values of nozzle wound yarns. Fibre denier is a major influencing factor in reducing yarn hairiness.     

Effect of some parameters of air-jet on pneumatic extraction of citrus juice and juice sacs

A pressurized jet of air was employed for extracting juice and juice sacs (CJJS) from halved citrus fruits. The results showed that air pressure, nozzle diameter, the number of passes, and route of the nozzle all had significant effects on percentage of removed CJJS (PRJS). The air pressure had the greatest effect on PRJS while the nozzle diameter had the least. The PRJS was the highest at nozzle diameter of 3 mm and the least at nozzle diameter of 2.5 mm. The most effective route of the nozzle for extracting CJJS was a figure of eight route. Air pressures of 300 and 400 kPa were operative enough to remove whole juice sacs from citrus fruits. The mean values of measured impingement loads for air pressures of 300, 400, and 600 kPa were found to be 2.42, 3.25, and 5.06 N, respectively. Impingement force increased with nozzle diameter.     

基于Fluent的靶式撞击流喷嘴流场模拟研究

研究基于Fluent的靶式撞击流喷嘴流场数值模拟效果。利用Fluent软件对靶式撞击流喷嘴内部及出口外部流场进行了数值模拟研究,通过模拟得出了喷嘴的结构尺寸(管径d和管道与靶的间距δ)和压强P(水流速度υ)对喷嘴雾化效果的影响。结果表明:靶式撞击流喷嘴结构尺寸和压强越大,喷嘴的雾化效果越好。认为其具有区别于一般离心喷嘴的优越性,可以节约喷水量。     

喷气涡流纺工艺参数对气流场影响的数值计算

通过数值计算的方法研究喷嘴结构参数及喷孔出口速度对喷嘴内部流场流动特征的影响。研究结果表明:喷孔倾角增加,喷嘴轴线负压先增大后减小,倾角为30°时负压最大;切向速度随喷孔倾角的增加而减小,轴向速度随喷孔倾角的增加而增大;喷孔出口速度越大,切向、轴向、径向速度越大,在喷嘴轴线上负压也越大;空心锭外径对喷嘴内气流速度值影响较小,但空心锭外径较小时可使喷嘴轴线上负压增大;随空心锭与喷嘴入口间距的增加,速度场呈减小趋势,喷嘴内部静压减小,喷嘴进口负压增大。     

喷气涡流纺喷嘴内部三维流场的数值研究

采用3D CFD建立喷气涡流纺喷嘴结构模型,应用Fluent 6.2流体计算软件对模型内气流场进行数值模拟,表征了喷嘴内部三维流场的流动状态,解析了喷嘴内气流流场的压力场和速度场分布,分析了流场与成纱机制的相关关系。研究表明:压缩气流经喷孔后在喷嘴内形成三维旋转气流,切向、轴向气流速度分布符合旋转气流理论;切向气流对边缘自由端纤维加捻,轴向气流对纤维束的牵伸作用可忽略,径向气流对纤维束起膨胀作用,在切向气流作用下获得更多的包缠纤维;喷嘴内部静压呈U形分布;边缘自由端纤维在不同位置加捻程度的差异导致纱线捻度不匀。