喷气织机引纬末端气流场特性及纤维耦合特性研究

发布时间：2020-03-28 19:45

【摘要】：喷气织机引纬的完成是主喷嘴、辅喷嘴、异型筘槽和延伸喷嘴共同作用的结果,利用喷嘴喷射高速射流,形成气流场,将纬纱输送穿过梭口。目前研究主要集中在对主喷嘴、辅喷嘴和异型筘槽的研究,对引纬系统末端的延伸喷嘴研究较少。且随着织物种类的增多,对喷气织造的要求提高,尤其是玻璃纤维束,纤维间的抱合力相对来说较弱,织造难度较大。本文主要对位于引纬末端的延伸喷嘴进行研究。对引纬末端气流场进行数值模拟,分析了延伸喷嘴内部流场,对延伸喷嘴结构进行优化;对延伸喷嘴内气流-纤维束耦合进行仿真,研究了纤维束在延伸喷嘴内的运动特性;最后搭建实验台,对纤维束在延伸喷嘴内的运动进行实验研究,并与仿真进行对比。为提高喷气织机性能提供了一定的理论支持。本文的研究主要从以下几个方面开展:(1)对引纬末端气流场进行数值模拟,分析延伸喷嘴内部流场,对延伸喷嘴的结构进行优化。主要从延伸喷嘴建模、引纬末端气流场建模及边界条件设置、数值模拟及分析和实验验证这几个方面进行研究,确定了延伸喷嘴在引纬系统中的最佳位置、延伸喷嘴进气口的位置和延伸喷嘴进气口的喷射角度。(2)气流-纤维束在延伸喷嘴内的流固耦合数值模拟。研究了气流-纤维束流固耦合求解方法,建立纤维束本构方程和气流-纤维束耦合模型,对单根纤维和纤维束在延伸喷嘴内的运动进行数值模拟,并对其运动特性进行分析。(3)纤维束在延伸喷嘴内运动的实验研究。利用高速摄影实验研究了纤维束在延伸喷嘴内的运动特性,分析了纤维束的径向位移、头端集聚性和轴向速度,并与两相耦合数值模拟结果进行对比。
【图文】：

第一章 绪论1.1 课题的研究背景及意义喷气织机利用喷嘴喷射高速射流，形成气流场，利用气流场完成对纬纱的输送[1]，具有高速性和高效性，同时具有很强的适应性，棉线、无捻纱、玻璃纤维和网络丝均可用作喷气织机的纬纱，可用于完成不同品种织物的织造[2]。引纬系统对喷气织造的完成起着关键作用，影响着喷气织机织造效率及织物质量[3]，其工作原理是：先利用主喷嘴喷射的高速射流将静止纬纱加速到所需速度，并送入异型筘槽之中，然后辅喷嘴喷射射流对纬纱进行接力牵引，使纬纱到达引纬末端[4]，再由延伸喷嘴对纬纱进行牵引，防止纬纱反弹。引纬系统如图 1.1 所示。

江理工大学硕士学位论文 喷气织机引纬末端气流场特性及纤维耦合特性边界吻合法和非边界吻合法是现有的两种常用的流固耦合数值求解方法吻合法对网格质量要求很高，计算量很大。如图 1.2 所示，当用边界吻合法结构复杂或者固体运动变形较大的模型时，可能会导致网格畸变，影响计算。非边界吻合法用插值法获得固体边界信息，与边界吻合法相比，对网格的要求降低，，可用于计算结构复杂和固体运动变形大的模型。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS103.337.1

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本文编号：2604828