织物中液态水传输数值模拟及吸湿快干研究
发布时间：2021-06-13 11:51
吸湿快干纤维及织物因其在人体穿着时,具有很好的吸湿、散湿功能而深受消费者的青睐和喜爱,具有广阔的发展前景。利用有限元法,对织物内部孔隙结构进行数值建模,可视化地呈现液态水在织物中的流动状态,参数化改变纤维截面、纱线细度和纤维材料属性等条件,准确计算不同参数条件下,液态水的流动速率,分析影响液态水流动的因素,为研究和开发吸湿快干面料具有很好的指导意义。首先,构建模拟思想,根据纤维平行堆砌理论,改变纤维的截面形状,对纱线截面和纱线在织物中的屈曲状态进行假设,建立了纤维集合体孔隙结构模型和织物孔隙结构模型。然后在建立纤维集合体孔隙结构模型的基础上,利用流体体积法中的两相流水平集计算方法,输入模拟参数,施加合适的边界条件,计算得到不同时刻、不同位置的速度曲线和速度云图,对液态水的毛细上升过程和机理进行分析,探讨了毛细管尺寸、纤维材料和毛细管截面形状对芯吸性能的影响。同样地,在建立织物孔隙结构模型的基础上,通过层流方法对液态水在孔隙结构中的传输情况进行模拟分析,输入模拟参数,施加合适的边界条件,计算得到不同时刻、不同位置的速度曲线、速度云图和速度流线图,探讨了织物组织、纱线原料和纱线细度对液态水...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十字形异形纤维
中原工学院硕士学位论文第一章绪论1第一章绪论1.1引言近年来，人们对服装或服装面料的舒适性要求越来越高，功能性面料的开发和智能纺织品的研究成为纺织服装领域研究的热点[1]。虽然棉等以天然纤维为原料的面料的吸湿性好、穿着舒适，成为大多数消费者的首选，但是棉纤维吸水膨润之后，织物内部的孔隙变小引起堵塞，使得水分不易导出，而聚酯纤维类面料吸水后不发生膨润现象，导湿性良好，但是吸湿性差，穿着闷热不舒适[2],所以开发具有吸湿快干性能的面料具有很高的应用价值，引起了国内外研究者的关注，具有广阔的发展前景。吸湿快干面料又称为“可呼吸面料”[3]，对于吸湿快干面料的研究，成了国内外的主要研究方向。早期对于织物吸湿快干的研究主要是将天然纤维与合成纤维进行混纺发挥各自的优势达到吸湿快干的目的[4]，而现在主要以改变纤维的截面形状(如图1所示的十字形纤维截面)来增强毛细管效应得到导湿性能较好的纤维，再进行混纺，以改善织物的吸湿快干性为主[5-7]。此外，越来越多的企业为了降低生产陈本，运用后整理技术，选用适当的吸湿快干助剂或亲水性助剂对合成纤维、纱线或织物进行整理，通过化学反应在纤维表面引入亲水性基团，来改善织物的吸湿性，以达到吸湿快干的效果[8-9]。图1.1十字形异形纤维图1.2异形纤维对液态水的传输事实上，利用吸湿快干助剂或亲水性助剂对织物进行后整理，对环境的破环
中原工学院硕士学位论文第一章绪论6行分析，探讨了毛细管尺寸、纤维材料和毛细管截面形状对芯吸性能的影响。(3)织物孔隙结构模型液态水传输分析。在建立织物孔隙结构模型的基础上，通过层流方法对液态水在孔隙结构中的传输情况进行分析，探讨了织物组织、纱线原料和纱线细度对液态水传输性能的影响。(4)对织物中的孔隙结构进行分类组合，提出分层多级孔隙结构理论，建立“钥匙形”分级孔隙结构模型，并通过层流方法进行模拟，验证了分级多级结构理论的正确性。(5)用织物表面滴水扩散实验和保水率测试两种方法相结合的方法，对织物试样的吸湿快干性能进行评价。1.4.3技术路线本课题研究的技术路线如图所示。图1.3技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]机织物热传递有限元仿真及其分类模型[J]. 耿长军,刘让同,胡泽栋,李小倩,冯艳. 棉纺织技术. 2019(08)
[2]基于ABAQUS的三原组织机织物拉伸力学性能模拟[J]. 刘倩楠,张涵,刘新金,苏旭中. 纺织学报. 2019(04)
[3]单向导湿功能织物的吸湿速干性评价[J]. 佀利蕊,史丽敏,张大省. 纺织导报. 2018(12)
[4]非稳态条件下织物热传递模拟分析[J]. 陈扬,杨允出,刘莹. 毛纺科技. 2018(08)
[5]纤维平行堆砌时横截面孔隙结构研究[J]. 刘让同,李亮,李淑静,刘淑萍,崔世忠. 棉纺织技术. 2018(08)
[6]基于ANSYS CFX的织物透气性数值计算[J]. 代文杰,邱华,杨恩惠,王宁,闫正林. 丝绸. 2018(09)
[7]仿真丝织物与真丝织物的热传递有限元仿真[J]. 李瑛慧,谢春萍,刘新金,苏旭中. 丝绸. 2017(12)
[8]多孔纤维织物热湿传递数值模拟的研究进展[J]. 王红梅,郑振荣,张楠楠,张玉双,赵晓明. 纺织学报. 2016(11)
[9]应用ABAQUS的织物热传递有限元分析[J]. 吴佳佳,唐虹. 纺织学报. 2016(09)
[10]基于纱线交织结构的织物传热模拟方法[J]. 郑振荣,张玉双,王红梅,赵晓明. 工程热物理学报. 2016(09)
博士论文
[1]纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D]. 竺铝涛.东华大学 2010
[2]三维多胞机织复合材料冲击响应和能量吸收特征[D]. 唐予远.东华大学 2008
[3]异形纤维芯吸效应模拟和纺织材料导湿性能测试方法研究[D]. 张艳.东华大学 2007
[4]人体微气候热湿传递数值模拟及着装人体热舒适感觉模型的建立[D]. 刘丽英.东华大学 2002
硕士论文
[1]纳米纤维包覆长丝纱的芯吸导水机理研究[D]. 齐园园.天津工业大学 2018
[2]纤维排水管的水力特性研究[D]. 张华赞.长安大学 2017
[3]织物热传递性能及其数值模拟[D]. 吴茜.武汉纺织大学 2017
[4]丙纶仿生树形织物及其导水性能的研究[D]. 朱娜.天津工业大学 2016
[5]渗透式纤维空气分布系统送风特征模拟[D]. 邢夏琼.浙江理工大学 2014
[6]Kevlar129织物/PA防弹复合材料的制备及性能研究[D]. 程建芳.浙江理工大学 2013
[7]纺织材料热湿传递的数学模型研究[D]. 程建新.浙江理工大学 2011
[8]双尺度孔隙纤维织物渗透率的模拟预测[D]. 陆航.武汉理工大学 2010
[9]织物层热湿传递机理研究与模拟分析[D]. 管海清.青岛大学 2002
本文编号：3227445
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十字形异形纤维
中原工学院硕士学位论文第一章绪论1第一章绪论1.1引言近年来，人们对服装或服装面料的舒适性要求越来越高，功能性面料的开发和智能纺织品的研究成为纺织服装领域研究的热点[1]。虽然棉等以天然纤维为原料的面料的吸湿性好、穿着舒适，成为大多数消费者的首选，但是棉纤维吸水膨润之后，织物内部的孔隙变小引起堵塞，使得水分不易导出，而聚酯纤维类面料吸水后不发生膨润现象，导湿性良好，但是吸湿性差，穿着闷热不舒适[2],所以开发具有吸湿快干性能的面料具有很高的应用价值，引起了国内外研究者的关注，具有广阔的发展前景。吸湿快干面料又称为“可呼吸面料”[3]，对于吸湿快干面料的研究，成了国内外的主要研究方向。早期对于织物吸湿快干的研究主要是将天然纤维与合成纤维进行混纺发挥各自的优势达到吸湿快干的目的[4]，而现在主要以改变纤维的截面形状(如图1所示的十字形纤维截面)来增强毛细管效应得到导湿性能较好的纤维，再进行混纺，以改善织物的吸湿快干性为主[5-7]。此外，越来越多的企业为了降低生产陈本，运用后整理技术，选用适当的吸湿快干助剂或亲水性助剂对合成纤维、纱线或织物进行整理，通过化学反应在纤维表面引入亲水性基团，来改善织物的吸湿性，以达到吸湿快干的效果[8-9]。图1.1十字形异形纤维图1.2异形纤维对液态水的传输事实上，利用吸湿快干助剂或亲水性助剂对织物进行后整理，对环境的破环
中原工学院硕士学位论文第一章绪论6行分析，探讨了毛细管尺寸、纤维材料和毛细管截面形状对芯吸性能的影响。(3)织物孔隙结构模型液态水传输分析。在建立织物孔隙结构模型的基础上，通过层流方法对液态水在孔隙结构中的传输情况进行分析，探讨了织物组织、纱线原料和纱线细度对液态水传输性能的影响。(4)对织物中的孔隙结构进行分类组合，提出分层多级孔隙结构理论，建立“钥匙形”分级孔隙结构模型，并通过层流方法进行模拟，验证了分级多级结构理论的正确性。(5)用织物表面滴水扩散实验和保水率测试两种方法相结合的方法，对织物试样的吸湿快干性能进行评价。1.4.3技术路线本课题研究的技术路线如图所示。图1.3技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]机织物热传递有限元仿真及其分类模型[J]. 耿长军,刘让同,胡泽栋,李小倩,冯艳. 棉纺织技术. 2019(08)
[2]基于ABAQUS的三原组织机织物拉伸力学性能模拟[J]. 刘倩楠,张涵,刘新金,苏旭中. 纺织学报. 2019(04)
[3]单向导湿功能织物的吸湿速干性评价[J]. 佀利蕊,史丽敏,张大省. 纺织导报. 2018(12)
[4]非稳态条件下织物热传递模拟分析[J]. 陈扬,杨允出,刘莹. 毛纺科技. 2018(08)
[5]纤维平行堆砌时横截面孔隙结构研究[J]. 刘让同,李亮,李淑静,刘淑萍,崔世忠. 棉纺织技术. 2018(08)
[6]基于ANSYS CFX的织物透气性数值计算[J]. 代文杰,邱华,杨恩惠,王宁,闫正林. 丝绸. 2018(09)
[7]仿真丝织物与真丝织物的热传递有限元仿真[J]. 李瑛慧,谢春萍,刘新金,苏旭中. 丝绸. 2017(12)
[8]多孔纤维织物热湿传递数值模拟的研究进展[J]. 王红梅,郑振荣,张楠楠,张玉双,赵晓明. 纺织学报. 2016(11)
[9]应用ABAQUS的织物热传递有限元分析[J]. 吴佳佳,唐虹. 纺织学报. 2016(09)
[10]基于纱线交织结构的织物传热模拟方法[J]. 郑振荣,张玉双,王红梅,赵晓明. 工程热物理学报. 2016(09)
博士论文
[1]纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D]. 竺铝涛.东华大学 2010
[2]三维多胞机织复合材料冲击响应和能量吸收特征[D]. 唐予远.东华大学 2008
[3]异形纤维芯吸效应模拟和纺织材料导湿性能测试方法研究[D]. 张艳.东华大学 2007
[4]人体微气候热湿传递数值模拟及着装人体热舒适感觉模型的建立[D]. 刘丽英.东华大学 2002
硕士论文
[1]纳米纤维包覆长丝纱的芯吸导水机理研究[D]. 齐园园.天津工业大学 2018
[2]纤维排水管的水力特性研究[D]. 张华赞.长安大学 2017
[3]织物热传递性能及其数值模拟[D]. 吴茜.武汉纺织大学 2017
[4]丙纶仿生树形织物及其导水性能的研究[D]. 朱娜.天津工业大学 2016
[5]渗透式纤维空气分布系统送风特征模拟[D]. 邢夏琼.浙江理工大学 2014
[6]Kevlar129织物/PA防弹复合材料的制备及性能研究[D]. 程建芳.浙江理工大学 2013
[7]纺织材料热湿传递的数学模型研究[D]. 程建新.浙江理工大学 2011
[8]双尺度孔隙纤维织物渗透率的模拟预测[D]. 陆航.武汉理工大学 2010
[9]织物层热湿传递机理研究与模拟分析[D]. 管海清.青岛大学 2002
本文编号：3227445
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3227445.html
