熔喷双槽形喷嘴内部气流通道气体流场初探

为探究熔喷喷嘴内部气流通道结构对气体流场特征的影响,用数值方法对基于喷嘴内部结构的熔喷气体流场进行数值计算.采用Gambit软件建立了流场区域几何模型,之后对流场区域划分网格及定义各边界的类型.用Fluent软件对基于喷嘴内部结构的熔喷气体流场进行数值计算,分析气体流场中气体速度和温度的分布情况.结果表明,在进入气槽前...     

基于Fluent的气体射流冲击烤箱气流分配室改进设计

借助Fluent软件,建立了气体射流冲击烤箱三维简化模型,烤箱空载时,采用RNG k-ε湍流模型,流体为温度450 k时的干空气,对气体射流冲击烤箱内部气流流场进行三维数值模拟.就原模型中各个喷嘴出口速度分布不均的问题,提出了4种改进设计,分别利用Gambit建模并经Fluent计算处理.得出气流分配室设计为梯形体并改进喷嘴排列形式为三角形排列的模拟效果最佳,气流流经喷嘴时无明显强弱流动之分,各个喷嘴沿其中心轴线速度分布均匀,出口速度值均统一在12m/s左右,加工方便.     

转杯纺纱通道内气体三维流动的数值分析

为了研究转杯纺成纱机理,需要对纺纱通道内气体流场加以分析,本文应用FLUENT流体计算软件对纺纱通道内气体流场进行了模拟研究。模拟结果揭示了纺纱通道内的气流特征：转杯内部存在负压,在纤维输送管道出口处负压值最小;纤维输送管道出口处的凝聚槽受到较大压力,致使转杯受力不平衡;气流在纤维输送管出口处流速最大,进入转杯后形成涡流,且沿转杯转向气流速度逐渐减小;气流随转杯转向流过大约90°时,开始流向转杯口,并且有产生回流趋势;滑移面角度大于27°后,流场特征发生明显消极变化,α≥27°的滑移面设计不宜采用。     

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。     

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。     

转杯纺纱通道内气流流动特性的数值分析

探讨凝聚槽型号对42mm直径转杯内气流场的影响。在软件Fluent中对纺纱通道内的三维流场进行数值计算,由计算结果得到了纺纱通道内压力场和速度场的分布。结果表明:在相同工艺条件下,凝聚槽内速度大小为T型U型S型,压力大小为S型U型T型,所纺纱线强度大小为T型U型S型;各槽型内气流静压和速度趋势基本一致,以U型槽为例,气流在输棉通道中加速运动,在出口处速度达到最大值226.31m/s;输棉通道入口处压力最大值为16 321.65Pa,在出口处变为负压,转杯内大部分静压为负压。认为:转杯纺纱通道内气流流动特性的数值分析有助于纺纱工艺的优化。     

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。     

熔喷三维气流场的数值计算与分析

为探究双槽形熔喷模头喷气孔端面对空气流场特征和纤维拉伸工艺的影响,对熔喷三维流场进行数值分析。采用Gambit建立了双槽形熔喷模头的结构模型,应用Fluent软件对熔喷三维气流场进行数值计算,分析流场中的速度、温度和压强分布规律及喷气孔端面对纤维制备的影响。结果表明:喷气孔端面对流场分布有一定影响,若远离流场中心,纺丝线上的速度和温度开始下降,而静压值变化较小;流场中心附近处纺丝线上的速度、温度和压强分布差别很小,靠近喷气孔端面的纺丝线上的温度、速度和静压最低;双槽形模头流场不同位置纺丝线上速度、温度和压强的不同导致制备的熔喷纤维在性能等方面存在差异。     

气流纺转杯纺纱通道三维内流场数值模拟

针对抽气式转杯纺纱通道内部复杂气流变化,文章以RNG k-ε湍流物理模型为支撑,构建基于ICEM CFD和FLUENT的非结构性单相稳态流体计算域。采用SIMPLE算法对纺纱通道内流场进行压力-速度耦合求解,计算得到进出口质量流量差Δm=0.001 4 g/s,数值模拟满足残差收敛性条件。结果显示:转杯内腔压力场梯度明显,静、动压从杯体中心逐渐向凝聚槽边缘增大;输纤管道出口处存在湍流速度,滑移面和凝聚槽流域气流速度(342～428.68 m/s)相对较大;纺纱通道内部两路气流流线轨迹层界清晰、流向规律,流线特征符合压力场和速度场分析预期,为高速转杯流场特性及其纺纱机理研究提供了有力依据。     

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量,课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴,并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则,设计了3种环槽型辅助喷嘴,并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量,以及距喷嘴出口20,50,70 mm处截面速度分布图。结果表明：对同种环槽型辅助喷嘴,随着喷孔锥度增大,辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。     

喷气织机辅喷嘴气流场数值模拟及特性分析

采用k-ε双方程湍流模型对喷气织机辅喷嘴喷射气流场进行了数值计算。分别比较了不同输入气压、不同辅喷嘴出口截面积及不同出口形状情况下,辅喷嘴气流的特性变化。流动数值计算表明:输入气压越大,辅喷嘴喷射气流速度也越大;在辅喷嘴出口处将产生膨胀波,其气流马赫数大小与输入气压呈线性关系;出口截面积大小能影响喷射气流的速度和紊流强度,需考虑其最佳值;相同截面积下,不同辅喷嘴出口形状对其外流场产生的影响很小。数值计算结果与理论值和实验结果对照表明,利用数值计算方法模拟辅喷嘴气流场具有一定的可行性,这将为进一步开展辅喷嘴的流动特性研究及喷气织机的研制提供参考。     

辅喷间距对筘槽内气流速度波动变化的影响

采用高速摄影系统,对喷气织机喷气引纬异形筘槽内纬纱飞行实际状态进行拍摄记录,可以看出纬纱存筘槽中合成的"三维气流场"中呈旋转波动式前行,并通过气体流场测试装置,在不同辅助喷嘴间距条件下对筘槽内以接力引纬的方式进行喷气引纬的气体流场进行测试分析,分析研究了筘槽内气体流场的空间立体的动态分布以及辅助喷嘴间距对筘槽内气体流场流速的波动变化的影响,在保证牵引气流具有较高流速的前提下,努力减小筘槽内侧合成牵引气流速度的波动变化范围,有利于减小运动纬纱的波动,改善引纬质量和节约气耗.     

纤维束与异形筘内合成气流的相互耦合作用

为提高喷气织机辅助喷嘴的引纬效率,设计了3类多孔阵列式辅助喷嘴,揭示了多孔形状与阵列方式对合成气流速度分布和弹性纤维束运动位移的影响规律。建立了纤维束-气流耦合的动力学模型,基于任意拉格朗日-欧拉法数值模拟了三维瞬态流场分布及纤维束运动位移,并采用高速摄像机拍摄纤维束运动位移,验证了数值模拟结果的正确性。通过数值模拟得到了异形筘道内合成气流速度分布、速度梯度及纤维束头端运动位移。结果表明：异形筘道内合成气流速度梯度变化与纤维束头端位移具有相关性,合成气流速度梯度越小,纤维束运动位移也越小;三圆孔中心阵列辅助喷嘴形成的合成气流速度梯度最小,纤维束运动位移最小,适合用于弹力较大织物的引纬。     

气相沉积法制备碳纳米管纤维反应器气体流场模拟

为了探讨制备碳纳米管纤维的直立式气相沉积反应器气体流场,选用计算流体力学软件Gambit和Fluent分别对直立式气相沉积反应器气体流场进行建模和数值模拟,模拟得到反应器内部气体速度、温度和浓度分布.结果表明:气体从进气管口射出时速度达到峰值1.79 m/s;在加热段时速度逐渐趋向于稳定,为0.02 m/s,温度逐渐趋...     

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。     

转杯纺纱通道三维流场的数值模拟

为探究凝聚槽类型对转杯内气流场的影响,采用Solidworks建立三维转杯纺纱通道的几何模型,应用Fluent流体计算软件对纺纱通道内气流场进行数值模拟,并根据计算结果分析纺纱通道内气流场的分布,包括压力场分布和速度场分布。模拟结果表明:以U型槽为例,转杯内静压绝大部分处于-8 287.91~-2 370.92 Pa之间,输棉通道出口与凝聚槽交汇处存在一小部分高压区;输棉通道内的气流呈加速运动,并在出口处达到最大值,约为220 m/s;在相同工艺条件下,V型槽内的速度与静压均高于U型槽,凝聚须条纤维间抱合力较U型槽更紧密,捻度更易于传递,所纺纱线强度更高。     

喷气织机主喷嘴引纬流场数值模拟与实验验证

为了充分了解主喷嘴射流速度分布以便于优化喷气织机引纬系统的工艺参数,本文利用计算流体动力学软件Fluent对主喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到主喷嘴出口射流中心线上的速度分布曲线及垂直于中心线的不同截面内流场的速度等值线图。为了验证数值模拟的合理性,通过实验获取了流场中不同点的速度,并与数值模拟结果做了分析比较,最终表明：在主喷嘴出口处速度实验测试值比数值模拟值小了约60m/s,随着流场延伸两者差距不断缩小,在距主喷嘴出口70mm以后两者具有较好的一致性。主喷嘴引纬流场的数值模拟结果在生产实践中值得借鉴。     

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。     

自排风式转杯纺纱通道内部气流场数值模拟

为深入研究自排风式转杯气流纺纱机理,借助流体动力学技术对其纺纱通道流场进行数值模拟.通过ICEM CFD和FLUENT仿真平台,构建基于RNG k-ε湍流方程的单相稳态流场物理模型.压力-速度耦合模拟结果表明:由输纤管道入口至出口方向,静压逐段减小、动压逐段增大,且气流流速呈递增式分布,出口处最大动压约6953 Pa、...     

气流槽聚型集聚纺纱系统流场的数值分析

为了探讨气流槽聚型集聚纺纱系统的集聚过程和机制,以气流槽聚型紧密集聚纺纱系统为基础,采用3D CFD技术建立了集聚区域的计算流体动力学模型,解析了集聚区域内流场的静压分布及速度分布规律.研究结果表明:须条进入凹槽入口前,只受气流集聚作用,当进入凹槽后,受到气流集聚及凹槽形状集聚共同作用;集聚区域内凹槽的气流分布并不均匀,越接近凹槽底部,气流的速度和静压分布变化波动较大,这主要是由集聚区圆孔的数目引起的.