论文题目: 集聚纺纱的凝聚机理和成纱结构性能的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 纺织材料与纺织品设计
作者: 傅培花
导师: 程隆棣,王善元
关键词: 集聚纺技术,成纱机理,加捻三角区,气流凝聚,纱线结构
文献来源: 东华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以传统环锭纺为基础的集聚纺技术因其优异的纱线质量而得到了业内人士的广泛关注,其产品也受到市场和消费者的广泛欢迎,因此该纺纱技术的发展速度很快。但由于集聚纺技术的发展历史较短,对其成纱机理和纱线结构方面的研究工作还很少。本文在研究分析现有集聚纺设备的基础上,对集聚纺技术的成纱机理、气流凝聚和成纱结构进行了系统深入的研究。 以德国Suessen公司的Elite系统为基础,设计出气流凝聚区的物理模型,用标准K—ε模型和有限容积法对其进行数值计算,得出凝聚区的气流速度场的分布结果。设计制作了气流凝聚区的实验模型,采用粒子图像测速(PIV)技术对模型中的气流速度场进行测试。实验过程中,依次取了三个测量平面(Z=10mm,Z=15mm和Z=20mm)和三个负压值(-100Pa、-150Pa和-200Pa)共9个工况进行测量。测量结果表明:凝聚区的数值模拟结果跟实验测量结果比较吻合,即物理模型和计算模型的应用都是正确的,可以采用该模型对集聚纺技术中的凝聚区气流速度场进行较深入的研究分析。 模拟分析现有EliTe集聚纺系统凝聚区内气流速度场的分布状态,总结出:在斜槽的前端区域,气流对纤维须条的凝聚作用较大,而在斜槽的后端区域,气流方向与纤维须条轴向之间的夹角较小,因此其凝聚作用较弱。从多个速度平面上取负压斜槽左右边界线上的速度标量值,以分析斜槽边缘处气流速度的变化趋势,从而解释了集聚纺纱过程中凝聚须条一直沿着斜槽右侧边缘运行的原因。经过分析还发现:牵伸后的纤维须条在没到达吸气斜槽所在的区域时,已经受到气流从左右两侧的推挤作用,因此,从牵伸钳口到负压斜槽之间的区域并不是无控制区,纤维须条也会受到良好的控制。 分别模拟并分析了斜槽倾角和负压管内负压值对凝聚区气流速度场的影响,得出以下结论:斜槽倾角是影响纤维集聚状态的主要因素,随着斜槽倾角的增大,斜槽两侧气流方向与纤维须条的输出方向之间夹角的差异变大,斜槽两侧边界线上气流速度的差异也会增加;随着负压值的增加,斜槽周围凝聚区的速度值明显升高,而负压值对凝聚区气流速度场的分布状态没有明显的影响。 研究了纺纱过程中张力转移机理的发生条件,以此为基础分析推理出几何
论文目录:
第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 传统环锭纺技术与集聚纺技术的对比
1.2.1 传统环锭纺技术
1.2.2 集聚纺技术
1.3 集聚纺纱系统介绍
1.3.1 瑞士Rieter公司的ComforSpin纺纱系统
1.3.2 德国 Suessen公司的EliTe~(?)系统
1.3.3 德国 Zinser公司的Air-Com-Tex700~(?)系统
1.3.4 意大利 Marzoli公司的Olfil纺纱系统
1.3.5 瑞士 Rotorcraft公司的RoCoS型集聚纺纱系统
1.4 集聚纺技术的应用
1.5 研究目标、研究内容及创新点
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容和方法
1.5.3 论文创新点
第2章 集聚纺技术中气流场的数值模拟
2.1 模型建立
2.1.1 物理模型的建立
2.1.2 计算模型的选择
2.1.3 近壁区处理及边界条件
2.2 数值求解
2.2.1 网格生成技术
2.2.2 控制方程的离散及求解
2.3 实验验证
2.3.1 粒子图像测速(PIV)技术
2.3.2 相似模化
2.3.3 实验装置
2.3.4 结果与分析
2.4 本章小结
第3章 数值模拟结果的分析与应用
3.1 EliTe~(?)系统凝聚区的数值模拟结果及分析
3.2 斜槽倾角θ对凝聚区气流运动状态的影响
3.2.1 与 XY面相平行的平面内气流的速度分布
3.2.2 斜槽左右边界线上的速度标量对比
3.3 负压管内的负压值对凝聚区气流场的影响
3.3.1 与 XY面相平行的平面内气流的速度分布
3.3.2 斜槽左右边界线上的速度标量对比
3.4 本章小结
第4章 集聚纺技术的成纱机理及其对成纱的影响
4.1 纤维的转移机理对集聚纺纱线的影响
4.1.1 纤维的转移机理
4.1.2 纤维转移机理的发生条件
4.1.3 传统环锭纺技术和集聚纺技术中纤维的转移机理
4.1.4 纤维转移机理对纱线中纤维分布状态的影响
4.1.5 纤维分布状态对纱线强力的影响
4.2 加捻三角区的形状及其受力分析
4.2.1 加捻三角区形状的影响因素
4.2.2 集聚纺与传统环锭纺加捻三角区的区别
4.3 加捻三角区形状尺寸对纱线毛羽的影响
4.4 本章小结
第5章 集聚纺纱线的结构及性能分析
5.1 纱线内部结构的研究方法简介
5.2 纺纱实验
5.3 纱线的性能测试及分析
5.3.1 纱线的性能指标测试
5.3.2 纱线的直径
5.3.3 纱线的耐磨性
5.4 Elite集聚纺和传统环锭纺纱线结构之间的对比分析
5.4.1 科视达 Hi-Scope视频显微镜系统
5.4.2 纱线外观
5.4.3 纤维在纱线中的空间分布状态
5.4.4 纱线中纤维的内外转移
5.4.5 纱线中捻度的径向分布
5.4.6 纱线中纤维的取向度
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究结论
6.2 课题展望
参考文献
发表论文附表
致谢
发布时间: 2006-05-19
参考文献
- [1].网格圈负压式集聚纺半自由端加捻模型与集聚机理研究[D]. 傅婷.东华大学2017
- [2].网格圈负压式集聚纺集聚机理研究[D]. 杨建平.东华大学2011
相关论文
- [1].网格圈负压式集聚纺集聚机理研究[D]. 杨建平.东华大学2011
- [2].转杯纺复合纱长丝短纤复合机理及结构性能研究[D]. 杨瑞华.东华大学2009
- [3].赛络纺复合成纱机理、纱线结构及其力学性能研究[D]. 安降龙.东华大学2010
- [4].棉纺环锭假捻集聚纺纱技术及其纱线结构与性能[D]. 付江.东华大学2010
- [5].络筒工序纱线毛羽的研究[D]. 郎军.东华大学2004
- [6].转杯纺杯内捻度理论与实验研究[D]. 巴塔.东华大学2004
- [7].新型涤纶仿毛长丝纱成形原理及应用研究[D]. 王妮.东华大学2005
- [8].毛涤复合纱线加工、结构、力学性能及其织物[D]. 吴雄英.东华大学1999
- [9].纱线与织物同机弯曲表征及建模分析[D]. 杜赵群.东华大学2006
- [10].新型纺纱加捻卷绕系统的研究[D]. 庾在海.东华大学2006