纖維自捻型噴氣渦流紡技術(shù)研究.pdf

1、作為當(dāng)今最先進的紡紗技術(shù)之一，噴氣渦流紡具有產(chǎn)量高、速度快、工藝流程短、自動化程度高、占地面積和用工少等突出優(yōu)點。相比于其他紡紗技術(shù)，噴氣渦流紡成紗過程采用高速旋轉(zhuǎn)的氣流對纖維須條加捻成紗，屬于完全自由端紡紗范疇。由于其加捻方式與傳統(tǒng)環(huán)錠紡不同，自由端纖維易被高壓氣流抽拔出紗體，造成紗線細(xì)節(jié)，成紗強力不足。針對噴氣渦流紡成紗結(jié)構(gòu)和加捻過程進行系統(tǒng)的探討，本文提出纖維自捻型噴氣渦流紡紗技術(shù)，以流場中氣體與纖維之間的力學(xué)行為、纖維自捻過程、

2、流場氣流特征作為主要研究內(nèi)容。
　　本文從紡紗技術(shù)的發(fā)展以及噴氣渦流紡紗技術(shù)的研究現(xiàn)狀為出發(fā)點，更加詳細(xì)的分析噴氣渦流紡紗線細(xì)節(jié)的成因，借助紗線成紗結(jié)構(gòu)和流場數(shù)值模擬對纖維自捻過程展開深入分析，主要研究分為以下幾方面:
　　(1)基于紗線結(jié)構(gòu)和纖維運動過程，建立噴氣渦流紡紗線中纖維的加捻體系，可知紗線包纏效果受紡紗速度、纖維尾端繞空心錠旋轉(zhuǎn)的角速度、纖維主體長度、紗線直徑及旋轉(zhuǎn)曲面結(jié)構(gòu)底端至空心錠頂端的距離等因素的影響。研究

3、表明:紡紗速度降低、纖維尾端繞空心錠旋轉(zhuǎn)的平均角速度增加、纖維主體長度增加、旋轉(zhuǎn)曲面結(jié)構(gòu)底端至空心錠頂端的距離增加、成紗直徑減小均有利于增強紗線中纖維的包纏效果。
　　(2)借助自由端纖維在流場中的受力體系，建立纖維被氣流抽拔出紗體的臨界條件，提出纖維的自捻效應(yīng)有利于提高纖維之間的抱合能力，減少纖維的抽拔數(shù)量。根據(jù)自由端纖維在流場中的形態(tài)模型，分析自由端纖維繞空心錠壁面旋轉(zhuǎn)運動的滾動過程，建立纖維與壁面的滾動摩擦條件，為纖維自捻型

4、空心錠的設(shè)計提供理論支持。
　　(3)基于MurataNo.861中噴嘴和空心錠形成的流場結(jié)構(gòu)建立流體動力學(xué)模型，借助FLUENT6.3流體計算軟件，采用可壓縮流體模式對流場氣流特征進行數(shù)值計算，較為準(zhǔn)確的分析流場氣流流動規(guī)律，并對比纖維自捻型空心錠流場中氣流形態(tài)的變化。研究表明:流場氣流速度和壓強關(guān)于空心錠軸線對稱，空心錠纖維入口處壓強最低，有利于纖維頭端順利進入成紗通道;氣流的切向速度和軸向速度變化規(guī)律符合旋轉(zhuǎn)氣流理論;徑向速

5、度波動明顯，有利于須條中纖維的分散;在纖維自捻型空心錠流場中，空心錠頂端負(fù)壓效果更明顯，近壁面速度值降低，其中切向速度下降約10％，使紗線中自由端纖維成紗的包纏角度增加。
　　(4)采用激光射線對空心錠進行摩擦處理，設(shè)計不同數(shù)目的豎向、順斜向、逆斜向槽體的自捻型空心錠，并對比不同參數(shù)的紗線性能。實驗研究結(jié)果表明:合理結(jié)構(gòu)的纖維自捻型空心錠有利于提高紗線的斷裂強力，20槽的空心錠紡紗效果優(yōu)于40槽空心錠，順斜向槽體的空心錠紡紗效果優(yōu)