转杯纺纱通道内气体三维流动的数值分析

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1、第33卷第3期纺织学报Vol．33，No．32012年3月JournalofTextileResearchMar．，2012文章编号:0253-9721(2012)03-0124-05转杯纺纱通道内气体三维流动的数值分析武传宇，杨西伟，陈洪立，胡旭东，徐世福(浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江杭州310018)摘要为研究转杯纺成纱机制，需要对纺纱通道内气体流场加以分析，应用FLUENT流体计算软件对纺纱通道内气体流场进行模拟研究。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

2、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，故滑移面角度大于27°的滑移面设计不宜采用。关键词转杯纺;气流特征;FLUENT;数值模拟中图分类号:TH311文献标志码:ANumericalanalysisof3-DairflowinrotorspinningchannelW

3、UChuanyu，YANGXiwei，CHENHongli，HUXudong，XUShifu(FacultyofMechanicalEngineeringandAutomation，ZhejiangSci-TechUniversity，Hangzhou，Zhejiang310018，China)AbstractTofurtherlearnthemechanismofyarnformationofrotorspinning，theairflowfieldinspinningchannelshouldbe

4、analyzed．TheairflowfieldinspinningchannelwasstudiedbyFLUENTsoftware，andthesimulationresultsrevealtheairflowcharacteristicsinrotorspinningchannelas:thereisnegativepressureintherotorandthevalueexistedintheexitoffiberpipelineisminimum;greatpressureisfocuse

5、dontheaccumulationgrooveneartheexitoffiberpipeline，causingtheunbalancedforceontherotor;theairflowspeedintheexitoffiberpipelineishigherthanothers，andafterenteringrotorthevortexisproducedandthespeeddecreasesgraduallyalongtherotor;theairflowalongtherotorfl

6、owstowardstheexitofrotorafterabout90°rotationandthetrendofbackflowisgeneralized;andwhenthedegreeoftheslipplaneislargerthan27°，theairflowcharacteristicaltersnegatively，whichprovesthatthedegreeoftheslipplaneshouldnotbedesignedtobeoverorequalto27°．Keywords

7、rotorspinning;airflowcharacteristic;FLUENT;numericalsimulation转杯纺是利用高速回转的转杯完成纺纱。棉条是探寻成纱机制的重要前提。被分梳成单纤维后，在气流的作用下通过纤维输送国内外学者对纺织工程中气流流动特性进行了［2］管道输送到转杯内，由于高速转杯离心力的缘故，纤许多研究。郁崇文等利用激光多普勒测速仪对维沿转杯滑移面滑入转杯凝聚糟内，聚集成纤维须喷气纺喷嘴中的气流场进行测试，并分析了有关参［1］［3－4］条，经加捻、牵引成为纱线。目前国产转

8、杯纺纱数对喷嘴中气流场分布的影响。Kong等研究机和发达国家相比有较大差距，主要原因是对转杯指出，转杯纺内部气道结构的任何变化、雷诺数和分纺成纱机制没有完全理解，而对转杯气流场的研究梳辊速度都严重影响纤维输送管道内的气流流动特收稿日期:2011－04－21修回日期:2011－11－13基金项目:国家科技支撑计划项目(2009BAF39B01);浙江省自然科学基金重大项目(D1080780);浙江省科技厅重点项目(2010C11044)作者简介:武传宇(1