高效能精梳机棉网搭接中气流场的分析与调控

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1、学校代码：10255学号：2150659高效能精梳机棉网搭接中气流场的分析与调控AnalysisandAdjustmentoftheAirflowFieldintheProcessofCottonNetLapfortheHigh-efficacyComber专业:机械工程作者:李仲指导教师:王生泽答辩日期:2018年5月30号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。除文中已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已经发表或撰写过的作品及成果的内

2、容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意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：年月日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□，在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：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学李仲硕士学位论文答辩委员会成员名单

3、姓名职称职务工作单位备注周传宏教授答辩委员会主席上海大学严纪琴教授级高工答辩委员会委员太平洋机电（集团）岳晓丽教授答辩委员会委员东华大学杨崇倡研究员答辩委员会委员东华大学陈慧敏副教授答辩委员会委员东华大学冯培讲师答辩委员会秘书东华大学高效能精梳机棉网搭接中气流场的分析与调控高效能精梳机棉网搭接中气流场的分析与调控摘要精梳机是重要的棉纺设备，随着棉纺工业的发展，对精梳机性能要求越来越高，而精梳机棉网搭接区气流是影响精梳机速度高低的关键因素之一。车尾吸风口负风压、精梳机车速、吸落棉风道（即风斗和主风道管）气流结构参数的变化影响着其吸落棉风道及棉网搭接区气流的流

4、动特征，从而影响棉网的正常搭接。本文通过建立棉精梳机吸落棉风道三维气流场模型，针对其气流场动态性能进行研究，模拟了搭接过程中棉须丛在气流作用下的变形形态，并通过试验进行了验证。（1）采用计算流体动力学首先对精梳机“主风道管”气流场进行数值模拟，探究八眼风斗与主风道管各接口处（即“八眼吸口”）气流场分布，提出使“八眼吸口”处风量近乎一致性措施，并研究主风道管结构改变对其气流场分布的影响。模拟结果显示：当精梳机八眼各吸口大小相同时，其风速、风压分布不均匀且风量大小差异明显，即越靠近车尾，其吸口处风速、风量越大，风压越低。由此可见，现精梳机“八眼吸口”处各风量要

5、达一致，就必须通过调节或现场调试风道气流场来实现。因此，相对原模型仿真，通过改变“八眼吸口”各面积大小使得其风量近似均匀；通过改变精梳机主风道管截面积大小使得“八眼吸口”吸风量近似均匀。此外，相对原模型仿真，保持精梳机主风道管横截面面积不变，通过将主风道管方形结构改为圆形结构，发现圆形主风道管内气流沿圆截面形成的单一涡流在管中流动更顺畅，可有效减少原方形主风道管沿方截面形成多涡流带来的压力能损失。（2）为研究精梳机实际工况条件下，精梳机“吸落棉风道”气流场分布情况，利用动网格技术对其三维流场及锡林、钳板和毛刷等运动边界进行了动态数值模拟，探究了车尾吸风口负

6、风压、精梳机车速以及“吸落棉风道”气流结构参数对其气流场的影响，并针对棉精梳机“八眼吸口”进行了风速与风压的试验测试。结果显示：气流由风斗进风口吸入，通过风斗内气流通道集中流向主风道管，并在主风道管与风斗接口处形成汇流且以多涡旋沿方形主风道管向车尾吸风口吸出，且越靠近车尾，主风道管内风速越大，风压越小；其中锡林、毛刷高速旋转形成的附面气流在狭窄的气流通道高速运动，相互剪切形成涡流并导致风速、风压成梯度分布；在棉网开始搭接阶段，锡林与后分离罗拉通道瞬间打开，气流I高效能精梳机棉网搭接中气流场的分析与调控带动刚梳理的棉须丛向下并与后分离罗拉导入的棉网快速搭接；

7、随后，锡林凸部与三角气流板、毛刷形成一暂态“闭合”，风速在精梳机车速较低时呈缓慢增大趋势，风压呈缓慢减小趋势，动态气流场呈相对稳定状态，这使得搭接上的棉网能平稳前行而被后分离罗拉与皮辊握持；此时，棉网进入顶梳并被“梳理”，锡林凹部与毛刷气流通道打开，风斗内的梳理落棉、杂质通过风斗及主风道管吸走。棉精梳机气流是以负压运行，气流速度由风斗进风口向主风道管呈递增分布规律，而风压随风速的增加而减小呈递减分布规律。“八眼吸口”处气流场仿真数据与试验测试数据结果相吻合，说明本文建立的棉精梳机吸落棉风道复杂气流场三维动网格仿真模型及仿真方法是正确有效的。在此基础上，研究

8、增大车尾吸风口负风压，发现精梳机棉网搭接区风速、负风压呈递增趋势；