原棉异纤检测装置设计初探

论文摘要

在原棉异纤检测过程中,检验异纤的含量和分析异纤的种类,有助于改进原棉加工工艺,提高棉纺原料质量。我国棉纺行业需要一种性能优越、价格相对低廉的原棉异纤检测系统。本课题是将高新技术应用于传统棉纺行业的一次微型尝试,是在原棉异纤检测系统研制方面进行的初步探索。本文对原棉异纤检测装置进行了初步研究,对光源系统、输棉系统、去除系统等的设计进行了探索,设计并搭建了原棉异纤检测装置。本文的主要研究结果如下。(1)设计并搭建了原棉异纤检测装置,通过使用合适的光源和CCD摄像机,拍摄到了原棉图像。(2)在检测光源选用过程中,对各种光源进行了分析,通过比较得到了其适合本装置的光源。研究发现,LED光源无频闪,波动强度低,因此确定原棉异纤检测装置的光源采用LED光源。为了能够检测出与棉纤维颜色相似的异纤,研究发现,在紫外波长为335nm附近的光源照射下,丙纶纤维、涤纶纤维与原棉的差异最大,可有效进行识别。(3)对原棉异纤检测装置输棉管道中的气流流场进行了数值模拟。在本装置的输棉管道中,利用风机抽吸输棉管道中的气流,使管道内形成一定的负压,带动棉纤维在输棉管道中低速流动这个方案比其他两种方案更具可行性,因为从流场模拟结果来看,该方案输棉管道中气流速度比较均匀且波动幅度较小。(4)对原棉异纤检测装置去除系统的气体流场进行了数值模拟,并讨论了有关参数对气流速度和湍流强度的影响。研究发现,喷嘴出入口直径的大小及入口气压均是影响喷嘴除杂的重要因素。随着喷嘴出口孔径的增加,喷嘴轴线方向的气流速度有所增强,射流偏转角度减小,有助于异纤的去除,但孔径过大会引起管道内湍流强度的增加,从而不利于异纤的去除。随着截面入口尺寸的增大,喷嘴轴线方向气流速度和湍流强度都有降低,有利于去除异纤。另外,提高喷嘴入口压力能够提高喷嘴轴线方向气流速度并减小射流偏转角度,但压力过大还会引起管道内湍流强度的增加,从而不利于异纤的去除。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外原棉异纤检测装置的发展状况
• 1.3 本课题研究的主要内容及意义
• 第二章 系统方案设计
• 2.1 原棉异纤检测原理
• 2.2 系统方案设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 原棉异纤检测装量光源系统的初步设计
• 3.1 频闪现象
• 3.2 光源原理与分类
• 3.3 各种光源频闪效应的分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 计算流体力学的理论与方法
• 4.1 基本控制微分方程
• 4.2 K-ε两方程湍流方程
• 4.3 控制方程的离散化方法
• 4.4 流场数值的计算方法
• 4.5 计算流体力学系统求解过程
• 4.6 本章小结
• 第五章 输棉管道流场模拟
• 5.1 流场模拟软件介绍
• 5.2 输棉系统方案设计
• 5.3 三种设计方案的流场模拟
• 5.4 本章小结
• 第六章 去除系统流场模拟
• 6.1 去除系统流场模拟
• 6.2 模拟结果与分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 取得的成果
• 7.2 不足与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢