纤维自捻型喷气涡流纺技术研究

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1、学校代码：10255学号：2110012东华大学硕士学位论文纤维自捻型喷气涡流纺技术研究STUDIESONFIBERSELF·TWISTEDTECHNIQUEINAIR-JETVoRTEXSPINNING专业：纺织工程作者姓名：张肖斌指导老师：程隆棣教授薛文良副教授答辩日期：2014—01．03东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意

2、识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：聊年f月著商东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在一年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密■学位论文作者签名日期：沙忙f月2，昂社、指导教师签名：日瓤f峰1月东华大学硕士学位论文纤维自捻型喷气涡流纺技术研究摘要作为当今最先进的纺纱技术之一，喷气涡流纺具有产

3、量高、速度快、工艺流程短、自动化程度高、占地面积和用工少等突出优点。相比于其他纺纱技术，喷气涡流纺成纱过程采用高速旋转的气流对纤维须条加捻成纱，属于完全自由端纺纱范畴。由于其加捻方式与传统环锭纺不同，自由端纤维易被高压气流抽拔出纱体，造成纱线细节，成纱强力不足。针对喷气涡流纺成纱结构和加捻过程进行系统的探讨，本文提出纤维自捻型喷气涡流纺纱技术，以流场中气体与纤维之间的力学行为、纤维自捻过程、流场气流特征作为主要研究内容。本文从纺纱技术的发展以及喷气涡流纺纱技术的研究现状为出发点，更加详细的分析喷气涡流纺纱线细节的成因，借助纱线成纱结构和流场数值模拟对纤维自捻过程展开深入分析，

4、主要研究分为以下几方面：(1)基于纱线结构和纤维运动过程，建立喷气涡流纺纱线中纤维的加捻体系，可知纱线包缠效果受纺纱速度、纤维尾端绕空心锭旋转的角速度、纤维主体长度、纱线直径及旋转曲面结构底端至空心锭顶端的距离等因素的影响。研究表明：纺纱速度降低、纤维尾端绕空心锭旋转的平均角速度增加、纤维主体长度增加、旋转曲面结构底端至空心锭顶端的距离增加、成纱直径减小均有利于增强纱线中纤维的包东华大学硕士学位论文缠效果。(2)借助自由端纤维在流场中的受力体系，建立纤维被气流抽拔出纱体的临界条件，提出纤维的自捻效应有利于提高纤维之间的抱合能力，减少纤维的抽拔数量。根据自由端纤维在流场中的形态

5、模型，分析自由端纤维绕空心锭壁面旋转运动的滚动过程，建立纤维与壁面的滚动摩擦条件，为纤维自捻型空心锭的设计提供理论支持。(3)基于MurataNo．861中喷嘴和空一tS,锭形成的流场结构建立流体动力学模型，借助FLUENT6．3流体计算软件，采用可压缩流体模式对流场气流特征进行数值计算，较为准确的分析流场气流流动规律，并对比纤维自捻型空心锭流场中气流形态的变化。研究表明：流场气流速度和压强关于空心锭轴线对称，空心锭纤维入口处压强最低，有利于纤维头端顺利进入成纱通道：气流的切向速度和轴向速度变化规律符合旋转气流理论；径向速度波动明显，有利于须条中纤维的分散；在纤维自捻型空心锭

6、流场中，空心锭顶端负压效果更明显，近壁面速度值降低，其中切向速度下降约10％，使纱线中自由端纤维成纱的包缠角度增加。(4)采用激光射线对空心锭进行摩擦处理，设计不同数目的竖向、顺斜向、逆斜向槽体的自捻型空心锭，并对比不同参数的纱线性能。实验研究结果表明：合理结构的纤维自捻型空心锭有利于提高纱线的断裂强力，20槽的空-tS,锭纺纱效果优于40槽空心锭，顺斜向槽体的空心锭纺纱效果优于竖向和逆斜向槽体。随着空心锭壁面摩擦系数的Ⅱ东华火学硕士学位论文增加，纱线毛羽指数增加，条干CVm呈V型分布，外层纤维包缠角度增加，包缠效果下降，耐磨性能降低，表层纤维出现明显纠缠现象。综上所述，本文

7、基于喷气涡流纺成纱结构和纤维受力分析，建立自由端纤维捻回数和绕空心锭壁面滚动过程的理论体系，并设计不同结构的自捻型空心锭，通过对比不同结构空心锭所纺制的纱线质量，为纤维自捻型空心锭纺纱工艺优化和纱线结构的研究奠定了理论基础。关键词：喷气涡流纺；纤维自捻；流场数值模拟；空心锭设计；纱线性能11I东华大学硕士学位论文STUDIESONFIBRESELF·TWISTEDTECHNIQUEINAIR-JETVORTEXSPINNINGAir-jetvortexspinninghascurrentlybecome