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【DOC】空气捻接器纤维加捻机理的仿真与实验研究
空气捻接器纤维加捻机理的仿真与实验研
究
2012年纪代饧识校f第1期研究报告
空气捻接器纤维加捻机理的仿真与实验研究

(浙江理工大学机械与自动控,E-mail:******@
?
20?
究:GUOHuifen,ANXianglong,YUChongwenEl|通
过数值仿真方式模拟几何轮廓中涡流的变化,发现第
一
喷射口上升沿存在微弱的反向涡流,下降沿有涡流
分解以及在加捻腔和槽之间有反向气体流动,这些因
素增加了纤维缠绕时间,在纤维边沿和中心形成不同
[2]采用实验方式,改变各种作用
因子,像入口压力,腔体结构,纱线支数,以及捻接时
间等,获得了具有较好强力和外观的捻接纱线.
文章采用仿真与实验相结合的方式,探讨纤维
,s
双参数模型的气体流动模型,在计算流体力学软件
一
研究报告2012年纪代饧但校第1期
Fluent中构建了几何模型和完成数值计算,并分析
,解捻纱和加捻纱的
特征部位分别进行了结构观察,使用捻距L和直径
d分别表征纱线的捻接效果和外观,结合仿真计算
结果,对纱线捻接机理进行了深入分析.
1实验方法
纱线捻接效果的衡量指标一般有两种:强度和
,包括捻度,强
力等,
纱,解捻纱和加捻纱的特征部位采用了5O倍SEM
照片观测,并围绕纱线的解捻,加捻作用机理进行对
比研究.
文中采用捻距L来表征纱线捻接效果,若L值
越接近于原纱L值,加捻纱线强力越大;用直径d
表征外观,d值若大于原纱直径,则该部位为节点.
如图1所示,捻距L定义为单根纤维沿股线轴中心
旋转缠绕一周,
线在自然,解捻和加捻三种状态下的L值和d值,
可以发现捻接过程中的一些机理特征.
2模式分析
,
图1纱线捻向示意图

实验所用纱线为短纤纱,不考虑纱体表面的毛
羽特征,简化结构如图2所示,纱线具有Z方向捻
向(加捻后,纱线的捻向从左下角倾向右上角,倾斜
方向与”Z”字的中部相一致).
图2自然状态短纤纱

,纱线被交叉
放置在捻接器加捻腔体9中,其一端连接外部剪刀
片6,另一端摆放在动杠杆5的左侧夹紧装置上.
桥组件l下压,凸轮2压迫动杠杆向后方运动,运动
同时剪刀片剪断一根纱线7端头,夹持装置夹紧另
一

用,,纱线解捻完
成,桥组件两边的凸轮底角开始挤压尾杠杆4,使得

慢拖出,逐渐进入捻接室.
,,,,,
,,,
图3捻接器结构示意图
解捻纱如图4所示,结构长短不均,中心部位较
长,外围纱线受到震荡作用解体散落.
图4解捻纱

加捻纱如图5所示,中心部位具有明显的粗节
点,加捻区域的直径要大于原纱直径,纱线依然保持
Z捻向.
3仿真结果
图5加捻纱
捻接腔体三维结构示意图如图6右上角所示,
加速气流从Z轴负方向进入捻接腔体,经过中间两
根竖立流道,沿Z轴正方向到达顶端3/4圆状的加
捻区域(纱线交叉摆放的位置).
图6为涡流在YZ平面上的压力分布图(X一
2mm),腔体圆形切面底部压力值最小,气流由高压
区向低压区运动,在该区域形成涡流,带动两根解捻

的动力来源.
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2012年纪代但校第1期
图7为涡流在XY平面上的压力分布图(Z—
lOmm),X轴方向为沿加捻腔朝两端出口方向,槽是
,加捻腔的中
心区域压力值高,气流由喷射口(即中心红色区域)向

伸作用,,气体
从喷射口向槽中心运动,
心节点正是由该方向的旋转气流作用形成的.
一
4—20246
Y|m
图6YZ平面上的压力分布(X=2mm)
X}m
图7XY平面