喷气涡流纺旋转气流场及纱体运动的数值模拟

喷气涡流纺旋转气流场及纱体运动的数值模拟

论文摘要

对喷气涡流纺喷嘴内的高速旋转气流场进行分析研究,并在此基础上研究纱体在该气流场中的运动。对喷气涡流纺喷嘴及纱体分别进行三维建模,采用Realizable κ-ε模型求解高速旋转气流的湍动特征,采用壁面函数法对近壁区域的流动进行求解,采用三角形插值法对纱体运动进行求解。实现对喷嘴内高速旋转气流的动力学特性及纱体运动的三维数值模拟分析,揭示喷气涡流纺纱过程中喷嘴内高速旋转气流的流动规律、湍动现象及纱体的运动情况。模拟结果表明:气流速度在喷孔出口处最大,且气流区域各截面的径向速度均为正值,这有助于自由端纤维的形成和纱强力的提高;喷嘴内气流区域各截面有不同程度的不规则湍流涡存在;温度在喷气孔的出口处最小;喷嘴内气流的静压值大部分为负压且小于外界大气压强;喷气孔气流流线进行较为规律的旋转运动,而喷嘴入口气流流线较为复杂,并有回流现象;纱体在喷嘴高速旋转气流场中运动时会产生较大的位移和弯曲,而产生的扭转相对较小,几乎没有伸长。

论文目录

  • 1 模型建立和数值计算
  •   1.1 模型建立
  •     1.1.1 喷嘴内气流场模型的建立
  •     1.1.2 纤维模型的建立
  •   1.2 网格划分
  •   1.3 边界条件
  •   1.4 数值解法
  •     1.4.1 控制方程
  •     1.4.2 湍流闭合
  •     1.4.3 纱结构离散求解
  • 2 数值模拟结果和分析
  •   2.1 气流场模拟结果和分析
  •     2.1.1 速度场
  •     2.1.2 压力场
  •     2.1.3 湍流场
  •     2.1.4 温度场
  •     2.1.5 流线图
  •   2.2 纱体运动的模拟结果和分析
  • 3 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尚珊珊,余子开,郁崇文,杨建平,申元颖

    关键词: 喷气涡流纺,喷嘴,高速旋转气流,纱体运动,数值模拟

    来源: 东华大学学报(自然科学版) 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 轻工业手工业

    单位: 东华大学纺织学院,东华大学纺织面料技术教育部重点实验室,上海工程技术大学图书馆,上海航天设备制造总厂有限公司装配部

    基金: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(16D310104)

    分类号: TS104

    页码: 665-675

    总页数: 11

    文件大小: 4760K

    下载量: 124

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