基于cfd的喷气织机主喷嘴引纬流场分析与优化

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1、基于CFD的喷气织机主喷嘴引纬流场分析及优化摘要本文基于Fluent对ZAX型喷气织机主喷嘴在各供气压力下的引纬流场进行分析，发现在大供气压力下其内流场存在明显的回流及剧烈的湍流现象。针对这一缺陷，本文设计了一种新型的双喷嘴芯串联作用的主喷嘴，利用Fluent软件对其引纬流场进行分析，并利用3D快速成型技术制作出相应的主喷嘴进行实验验证。两种主喷嘴引纬流场经数值模拟分析对比后发现：1）当供气压力超过0.3MPa时，两种主喷嘴内流场上游区域都存在回流现象，而在新型主喷嘴中，当供气压力得到合理分配时，

2、湍流强度可以得到有效控制，并能够避免回流现象的发生；2）尽管供气压力增加，但两种主喷嘴内流场上游区域的剧烈湍流以及回流最终仍对气流牵引力产生重要影响；3）新型主喷嘴中，喷嘴芯内部流道在一定情况下可视作一段加速区域，它对内流场气流特性有着重要影响。因此，考虑到实际湍流以及回流影响，当上游压力入口供气压力不及0.4MPa时，其相对于下游压力入口的供气压力越高，内流场气流特性越佳。但是，在大供气压力条件下产生的剧烈湍流对下游区域的气流特性也会产生一定的影响。4）新型主喷嘴外流场核心区长度得到了一定的提升

3、，从而对实际工艺具有一定的意义。5）通过对两种主喷嘴内流场以及引纬流场气流牵引力比较，发现在合理的压力分配下，新型主喷嘴中气流牵引力能够得到提升，且内流场气流牵引力在引纬流场气流牵引力中占有很高比例。6）随着供气压力的增加，相对于传统主喷嘴而言，新型主喷嘴的耗气量得到了有效控制。利用实验验证后则发现实验测试所得两种主喷嘴外流场气流中心线速度与仿真分析在一定程度上具有较好的一致性，从而验证了数值仿真分析的可行性。关键词：主喷嘴；喷气织机；引纬流场；数值模拟；实验测试作者：陈亮指导老师：冯志华IRes

4、earchontheAnalysisandOptimizationoftheAirflowFieldoftheMainNozzleinanAir-JetLoomBasedonCFDResearchontheAnalysisandOptimizationoftheAirflowFieldoftheMainNozzleinanAir-JetLoomBasedonCFDAbstractInthispaper,simulationoftheinsertionflowfieldofthemainnozzle

5、withZAXtypeinanair-jetloomiscarriedoutbasedonFluent.Itisobservedthatthereexistsobviousbackflowphenomenonandstrongturbulenceareaunderhighairsupplypressureinthismainnozzle.Therefore,anewmainnozzlecomposedoftwonozzleneedlesconnectedinseriesisdesigned,and

6、theinsertionflowfieldofthenewmainnozzleisalsosimulatedbyuseofFluent.Inordertoverifythesimulationofthetwonozzlesdescribedabove,twokindsofnozzlesaremadeby3Drapidprototypetechnology.Whenthesimulationoftheinsertionairflowfieldofthetwonozzlesiscomparedwith

7、eachother,itisobservedthat:1)Whentheairsupplypressureismorethan0.3MPa,thereexistsbackflowphenomenonintheupstreamareabothinthecommonly-usedmainnozzleandthenewmainnozzle.However,whentheairisdistributedreasonably,theturbulencestrengthcanbeeffectivelycont

8、rolledunderdifferentairsupplypressures,andthebackflowphenomenongeneratedunderhighairsupplypressurescanbeeliminated.Therefore,whentheairisdistributedreasonably,apreferredairflowperformancecanbeobtained.2)Inthisnewmainnozzle,becausetheinternalfl