旋流输送摩擦纺纱的机械分析与工艺优化

摘要

本课题基于旋流输送理论，针对摩擦纺纱的纤维输送、凝聚过程中存在的伸直平行问题，对试验机机械设计及关键部件——输送管道的形态结构和尺寸特征进行了一系列的研究。
　　 首先，从实际应用角度出发，为协调试验机各部件间的工作，以确保平板内的风速使纤维能够到达尘笼凝聚槽，设计了旋流输送摩擦纺纱试验机的机械传动图，对相关部件的参数进行了设定，并对其工艺进行了计算和优化，如给棉罗拉、刺棍和尘笼的速度等。具体内容包括四个方面:第一，对试验机传动机构与工艺过程进行了分析;第二，对试验机各部件的型号及尺寸进行了设定;第三，将试验机的各部件的参数进行处理并对其工艺进行优化分析;第四，考虑到气流在原来平板内流动受限的因素,对平板的结构形态进行改进。通过采用此试验机进行纺纱工作后，得出其实际可行的结论。
　　 其次，对旋流输送装置的核心部件——渐缩管+平板，用gambit软件建模、划分网格，并利用FLUENT流体软件进行了气流的流场模拟。为了分析对比两种输送管道的输送效果，分别求解了两种管道的速度矢量图、速度等值线截面图等。此外，为分析平板内旋转射流的射程、扩散等情况，分别求出了其内旋转射流的扩散的角度。该部分内容说明了，长方形平板输送管道优于锥形平板管道。
　　 最后，计算并分析了尘笼楔形槽处纤维的并合数和渐缩管内气流的螺旋路径。根据得出的数据充分说明，此装置较传统的摩擦纺纱而言，进一步得到优化。
　　 综上，本文采用假设、计算和模拟等手段对旋流输送摩擦纺试验机进行了机械设计、工艺等方面的讨论分析和输送装置的研究等。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外摩擦纺纱机及输送管道的研究现状

1．3．1 国外摩擦纺的研究现状

1．3．2 国内摩擦纺纱的研究现状

1．3．3 国内外摩擦纺的输送管道流场理论研究

1．4 存在的问题及关键部件

1．5 研究的主要内容及方法

第二章 旋流输送摩擦纺试验机参数设计与相关计算

2．1 试验机工艺与传动分析

2．1．1 试验机的工作原理

2．1．2 关键部件的设计

2．1．3 试验机传动机构的设计与分析

2．2 试验机机构相关参数的设计与计算

2．2．1 给棉罗拉等传动参数的设计

2．2．2 刺棍传动参数的设计

2．2．3 尘笼传动参数的设计

2．3 数据处理与试验机优化分析

2．3．1 数据分析与处理

2．3．2 平板的出口高度设计及结构的优化

2．4 本章小结

第三章 两种输送管道的流场模拟对比与分析

3．1 旋转射流

3．1．1 旋转射流概述

3．1．2 旋转射流结构性的变化规律

3．2 对两种平板用GAMBIT软件建模、划分网格等

3．2．1 建立几何模型

3．2．2 划分网格

3．2．3 设定边界条件

3．3 初始条件的计算

3．4 用FLUENT软件求解计算

3．4．1 确立输送管道的计算模型

3．4．2 求解模型流场

3．4．3 流场计算结果及分析

3．5 本章小结

第四章 旋流输送管道工艺的计算与分析

4．1 概述

4．2 并合数的计算

4．3 渐缩管内螺旋路径的计算

4．3．1 直线型路径的计算

4．3．2 螺旋路径的计算

4．4 本章小结

第五章 小结

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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