喷气织机流
发布时间：2021-12-28 10:33
喷气织机具有速度快、效率高、产品适应性广等优点,主要采用主、辅助喷嘴加异形筘引纬方式,高速射流在异形筘槽内汇合,形成合成流场,牵引纱线完成引纬。其合成流场特性直接影响到引纬质量、织造效率和织机能耗。因此,研究主、辅喷嘴与异形筘的合成气流特性,以及纱线在合成流场中的运动状态,在实际应用中具有重要的理论参考和应用价值。本文喷气织机引纬系统为研究对象,通过理论分析结合数值模拟的方法,汇入异型筘内的合成流场和流场与纱线的两相流固耦合的特性,揭示了筘道内气流引纬的运动规律,取得了以下研究进展:（1）以雷诺（Reynolds）时均方程为基本控制方程建立辅助喷嘴三维流场的数学模型,分析了单圆孔、正三角形孔和星形孔孔型单个辅助嘴的供气压力、不同孔型、不同孔径和耗气量等对辅助喷嘴的射流特性的影响,并探讨了对辅助喷嘴耗气量的影响。（2）采用雷诺时均方程中的标准κ-ε模型数值模拟多个辅助喷嘴合成流场,得到主喷嘴与3个辅助喷嘴射流汇入异形筘的合成流场特性,探讨了辅助喷嘴分布间距、供气压力和不同孔型辅喷等多角度研究筘道内合成流场射流特性,得到影响合成流场中心轴线速度的关键因素。（3）建立纱线力纤维结构数学模型,...
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷气织机引纬系统组成图
62射流特性及引纬流场数值模拟方法喷气织机引纬流场是空压机高压气流通过喷气织机主喷嘴，进入筘道与喷气织机辅助喷嘴汇合形成。其主辅喷嘴喷射出的喷射气流具成束的特点，所涉及的射流有圆射流、扁射流、汇交射流等。而在筘道中的合成又涉及附壁射流，虽然题所研究对象在实际应用中所受条件和形式复杂，但以射流理论为基础，对紊动射流的研究具有一般的普遍性意义。2.1紊动射流流场特性2.1.1自由射流流场特性喷气织机中的主辅喷嘴喷射的气流可视为自由射流。示意图如图2.1所示。射流从孔径为ab两点的喷嘴孔喷出，以初始速度v0进入无限大的介质空间，但由于射流与周围空间中空气存在一定的速度差，射流边界会产生能量传递，带动周围静止的空气，对周围空气产生卷吸作用，导致射流不断向四周扩散，扩散角度不断增大，射流锥度随着中心轴线距离的增长而变宽，中心速度不断下降。（1）初始段和主体段：abc为射流的核心区，即射流核心速度保持为初始速度的区域，且核心区域中速度均相等，而包含核心区的射流段称之为初始段，长度大约为喷管直径6倍。de为转折截面，是初始段向主体段转变的边界，其中只有中心一点c速度为初始速度。（2）外边界层和内边界层：ad和be所在直线为射流与空气介质发生卷吸的界面为外边界层，向外扩展，且边界上速度为0。内边界层为射流范围内不断与核心区进行动量和质量的界面。图2.1自由射流示意图
7从射流参数变化图2.2可以看出，随射流沿喷射方向射程x的增加，动能不断下降，中心速度脱离核心区进入基础段时由于扩散作用开始不断降低，变化趋势也会有所改变，距喷口处距离越远，分布曲线越平坦。图2.2射流参数变化图2.1.2附壁射流流场特性附壁射流是一种流体进入介质环境中出现不对应边界环境时，偏向受限一侧的流动现象，如图2.3所示，B区的射流与上节提到的自由射流性质相同，与A区和C区的空气不断发生卷吸扩散，但由于随着距离的增大和扩散范围增大，B区射流下侧受到壁面的限制，周围的空间的介质无法及时及时补充，不能与B区射流卷吸进行扩散，使得B区上下两侧的速度梯度变大，靠近壁面侧的动能增加，静压降低，射流上下两端出现压力差值，导致A区压力明显大于C区，在压差影响下，使射流向下端壁面扩散并沿轴线贴向壁面，沿着下壁面运动，出现射流的附壁效应。此时B区与C区的边界是射流各截面上速度最大的地方。图2.3附壁射流示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能[J]. 胥光申,孔双祥,刘洋,罗时杰. 纺织学报. 2018(08)
[2]基于Fluent喷气织机不同单孔辅助喷嘴的结构优化[J]. 孔双祥,胥光申,巨孔亮. 西安工程大学学报. 2017(01)
[3]喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计[J]. 张亮,冯志华,刘帅,陈亮,张晓飞. 纺织学报. 2016(06)
[4]Study on Airflow Characteristics in the Semi-Closed Irregular Narrow Flow channel[J]. JIN Yuzhen,HU Xiaodong,ZHU Linhang,HU Xudong,JIN Yingzi. Journal of Thermal Science. 2016(02)
[5]喷气织机单圆孔辅助喷嘴结构优化[J]. 陈巧兰,王鸿博,高卫东,卢雨正. 纺织学报. 2016(01)
[6]纱线线密度对Dornier喷气织机纬纱飞行速度和状态的影响[J]. 朱文静,田伟,张慧芳,祝成炎. 纺织学报. 2012(01)
[7]喷气织机辅喷嘴气流场数值模拟及特性分析[J]. 刘承文,金玉珍,胡旭东,汪旺. 现代纺织技术. 2011(04)
[8]Air Velocity Fluctuation in Reed Groove of Air-Jet Loom[J]. 魏孟媛,薛文良,陆维民,陈革,祝章琛. Journal of Donghua University（English Edition）. 2011(02)
[9]基于Fluent的辅助喷嘴气流流场数值模拟[J]. 陈革,吴重敏,沈军,罗军. 纺织学报. 2010(08)
[10]喷气织机引纬筘槽内气流状态的测试分析[J]. 祝章琛,黄福荣,周纪勇,薛文良,陈革. 纺织学报. 2010(06)
硕士论文
[1]主喷嘴内气流—纱线两相耦合特性的数值计算及实验研究[D]. 李俊.浙江理工大学 2015
[2]喷气织机引纬流场研究及异形筘对其影响分析[D]. 董腾中.苏州大学 2014
[3]喷气织机辅助喷嘴及合成气流场的数值仿真[D]. 汪旺.浙江理工大学 2012
[4]喷气织机辅助喷嘴流场分析及结构参数优化[D]. 谭保辉.苏州大学 2012
本文编号：3553903
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷气织机引纬系统组成图
62射流特性及引纬流场数值模拟方法喷气织机引纬流场是空压机高压气流通过喷气织机主喷嘴，进入筘道与喷气织机辅助喷嘴汇合形成。其主辅喷嘴喷射出的喷射气流具成束的特点，所涉及的射流有圆射流、扁射流、汇交射流等。而在筘道中的合成又涉及附壁射流，虽然题所研究对象在实际应用中所受条件和形式复杂，但以射流理论为基础，对紊动射流的研究具有一般的普遍性意义。2.1紊动射流流场特性2.1.1自由射流流场特性喷气织机中的主辅喷嘴喷射的气流可视为自由射流。示意图如图2.1所示。射流从孔径为ab两点的喷嘴孔喷出，以初始速度v0进入无限大的介质空间，但由于射流与周围空间中空气存在一定的速度差，射流边界会产生能量传递，带动周围静止的空气，对周围空气产生卷吸作用，导致射流不断向四周扩散，扩散角度不断增大，射流锥度随着中心轴线距离的增长而变宽，中心速度不断下降。（1）初始段和主体段：abc为射流的核心区，即射流核心速度保持为初始速度的区域，且核心区域中速度均相等，而包含核心区的射流段称之为初始段，长度大约为喷管直径6倍。de为转折截面，是初始段向主体段转变的边界，其中只有中心一点c速度为初始速度。（2）外边界层和内边界层：ad和be所在直线为射流与空气介质发生卷吸的界面为外边界层，向外扩展，且边界上速度为0。内边界层为射流范围内不断与核心区进行动量和质量的界面。图2.1自由射流示意图
7从射流参数变化图2.2可以看出，随射流沿喷射方向射程x的增加，动能不断下降，中心速度脱离核心区进入基础段时由于扩散作用开始不断降低，变化趋势也会有所改变，距喷口处距离越远，分布曲线越平坦。图2.2射流参数变化图2.1.2附壁射流流场特性附壁射流是一种流体进入介质环境中出现不对应边界环境时，偏向受限一侧的流动现象，如图2.3所示，B区的射流与上节提到的自由射流性质相同，与A区和C区的空气不断发生卷吸扩散，但由于随着距离的增大和扩散范围增大，B区射流下侧受到壁面的限制，周围的空间的介质无法及时及时补充，不能与B区射流卷吸进行扩散，使得B区上下两侧的速度梯度变大，靠近壁面侧的动能增加，静压降低，射流上下两端出现压力差值，导致A区压力明显大于C区，在压差影响下，使射流向下端壁面扩散并沿轴线贴向壁面，沿着下壁面运动，出现射流的附壁效应。此时B区与C区的边界是射流各截面上速度最大的地方。图2.3附壁射流示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能[J]. 胥光申,孔双祥,刘洋,罗时杰. 纺织学报. 2018(08)
[2]基于Fluent喷气织机不同单孔辅助喷嘴的结构优化[J]. 孔双祥,胥光申,巨孔亮. 西安工程大学学报. 2017(01)
[3]喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计[J]. 张亮,冯志华,刘帅,陈亮,张晓飞. 纺织学报. 2016(06)
[4]Study on Airflow Characteristics in the Semi-Closed Irregular Narrow Flow channel[J]. JIN Yuzhen,HU Xiaodong,ZHU Linhang,HU Xudong,JIN Yingzi. Journal of Thermal Science. 2016(02)
[5]喷气织机单圆孔辅助喷嘴结构优化[J]. 陈巧兰,王鸿博,高卫东,卢雨正. 纺织学报. 2016(01)
[6]纱线线密度对Dornier喷气织机纬纱飞行速度和状态的影响[J]. 朱文静,田伟,张慧芳,祝成炎. 纺织学报. 2012(01)
[7]喷气织机辅喷嘴气流场数值模拟及特性分析[J]. 刘承文,金玉珍,胡旭东,汪旺. 现代纺织技术. 2011(04)
[8]Air Velocity Fluctuation in Reed Groove of Air-Jet Loom[J]. 魏孟媛,薛文良,陆维民,陈革,祝章琛. Journal of Donghua University（English Edition）. 2011(02)
[9]基于Fluent的辅助喷嘴气流流场数值模拟[J]. 陈革,吴重敏,沈军,罗军. 纺织学报. 2010(08)
[10]喷气织机引纬筘槽内气流状态的测试分析[J]. 祝章琛,黄福荣,周纪勇,薛文良,陈革. 纺织学报. 2010(06)
硕士论文
[1]主喷嘴内气流—纱线两相耦合特性的数值计算及实验研究[D]. 李俊.浙江理工大学 2015
[2]喷气织机引纬流场研究及异形筘对其影响分析[D]. 董腾中.苏州大学 2014
[3]喷气织机辅助喷嘴及合成气流场的数值仿真[D]. 汪旺.浙江理工大学 2012
[4]喷气织机辅助喷嘴流场分析及结构参数优化[D]. 谭保辉.苏州大学 2012
本文编号：3553903
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