喷气织机主喷嘴的局部结构优化及喷射性能分析

摘要

引纬技术的进步带动了喷气织机的迅速发展,而主喷嘴是引纬技术的核心。在喷气织机上,主喷嘴性能的好坏对织机效率及织物质量有着直接的影响。综合国内外相关文献,发现对于主喷嘴的研究主要集中在气流场的测试与分析,而主喷嘴结构优化方面却鲜有研究。
　　 本文以HTS1-1C型主喷嘴为研究对象,选取组成主喷嘴亚音速加速区空间的喷嘴芯曲面及锥形套的结构为本文的优化参数,对主喷嘴的结构进行优化。首先将喷嘴芯曲面方程化,建立相应的三维模型,划分网格,设定边界条件,然后利用流体分析软件Fluent对所建立的模型进行数值模拟,得出了各供气压力下引纬性能最佳的喷嘴芯曲面方程；然后在此基础上研究了锥形套结构对主喷嘴流场的影响,得出了各供气压力下最优的亚音速加速区参数组合。针对他人研究成果及本文中出现的低供气压力时主喷嘴出口速度较低、而高供气压力时主喷嘴出口速度及压力变化剧烈的问题,提出了通过改变喉部面积的方法来控制主喷嘴出口的速度及压力。通过分析模拟结果,可以得出,当出口速度较低时,增大喉部面积,能够明显的提高主喷嘴出口的速度及导纱管内气流的平均速度和平均压力,进而增加纬纱所受的牵引力；当主喷嘴出口速度与压力变化剧烈时,减小喉部面积可以有效的降低出口速度,控制其速度与压力的剧变。本文在他人研究的基础上,进一步优化主喷嘴的结构,得出了0.3MPa、0.4MPa及0.5MPa三种常用供气压力下主喷嘴的最优结构,使其达到了主喷嘴的主要设计要求,对主喷嘴的设计及制造具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 喷气织机发展概况

1.1.2 国外喷气织机发展现状

1.1.3 国内喷气织机的发展现状

1.2 喷气织机主喷嘴简介

1.2.1 喷气织机主喷嘴的作用及结构

1.2.2 主喷嘴研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 流场基本方程及数值模拟三维模型建立

2.1 引纬气流的特性

2.2 主喷嘴内部流场的基本理论模型

2.2.1 CFD基本方程

2.2.2 初始条件及边界条件

2.3 数值模拟的软件环境

2.4 主喷嘴内部流场模型

2.5 网格划分

2.6 本章小结

第三章 亚音速加速区参数对主喷嘴性能的影响

3.1 主喷嘴的设计目标及评价标准

3.1.1 喷气织机主喷嘴设计目标

3.1.2 主喷嘴性能的评价标准

3.2 影响主喷嘴流场的喷嘴结构参数分析

3.3 抛物线型喷嘴芯截面

3.3.1 抛物线方程的改变

3.3.2 锥形套结构参数的改变

3.4 直线型喷嘴芯截面

3.4.1 直线方程的改变

3.4.2 锥形套结构参数的改变

3.5 本章小结

第四章 主喷嘴喉部面积对主喷嘴喷射性能的影响

4.1 抛物线型喷嘴芯截面

4.1.1 供气压力为0.3MPa

4.1.2 供气压力为0.5MPa

4.2 直线型喷嘴芯截面

4.2.1 供气压力为0.3MPa

4.2.2 供气压力为0.5MPa

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 本文创新点

5.3 进一步工作的建议

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢