纤维在转杯和输纤通道中的运动模拟

摘要

为了研究纤维在转杯和输纤通道中的运动,文章在SolidWorks 2018中建立抽气式转杯纺纱通道的物理模型,采用Fluent 19.0与EDEM 2018耦合模拟纤维的运动,探究了纤维长度为1 mm时在输纤通道和转杯中的运动数值分布,模拟了长度为16 mm时纤维在输纤通道中的运动状态。结果表明:当转杯转速为50000 r/min时,纤维在转杯内的速度分布为85.9~89.6 m/s,纤维转动动能分布为2.65×10^(-9)~3.04×10^(-9) J,纤维的受力分布为1.17×10^(-3)~1.22×10^(-3) N,纤维的能量分布为9.67×10^(-6)~1.05×10^(-5) J;输纤通道中的气流场存在压强梯度和速度梯度,纤维在输纤通道中的最大速度在出口处,且在输纤通道中同一时刻气流的速度始终大于纤维的速度,有利于纤维的伸直和输送。在输纤通道与转杯滑移面交接处纤维由于冲击导致的动能向弹性势能转变,速度较低,不利于及时向转杯凝聚槽中输送纤维,容易在转杯滑移面处发生堆积,因此需合理设计该处的几何尺寸,从而为生产实践和机构设计提供了理论依据。