基于流-固耦合辅助喷嘴特性分析

文章主要研究喷气织机中不同孔型的辅助喷嘴应力形变问题,利用Fluent软件建立了辅助喷嘴结构的三维模型,采用k-ε湍流模型对其结构进行流-固耦合数值模拟,对单圆孔、椭圆阵列以及圆阵列三种孔型的辅助喷嘴在同一流体激励下进行分析,得到各个辅助喷嘴在同一流体激励下的变形情况,结果表明,椭圆阵列在流体激励下的形变最大,圆形阵列辅助喷嘴结构的形变最小,为喷气织机的辅助喷嘴结构设计生产提供参考建议。

喷气织机辅助喷嘴的气流场仿真

辅助喷嘴是喷气织机引纬系统中的关键零部件,基于Fluent进行辅助喷嘴气流场仿真,分析不同型号辅助喷嘴的性能。通过Solidworks建立不同喷孔分布辅助喷嘴的结构模型,通过Fluent软件对不同类型辅助喷嘴的气流场进行仿真,对3种不同的喷孔排布的辅助喷嘴的最大出口速度、耗气量、射流中心线上的速度衰减及综合指标K进行仿真量化评价。仿真结果表明:三种类型辅助喷嘴的耗气量基本相同,2KB2型辅助喷嘴的最大出口速度为431.5m/s相比于2KA2型提高了1.26%;2KB2的综合指标K值较2KA2和2KC2型分别提升了7.31%和2.27%,因此,2KB2型辅助喷嘴具有较好的性能;不规则圆孔的孔口形式相较于等大圆孔可以提升辅助喷嘴的性能。

基于Flow Simulation的喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化

为提升辅助喷嘴引纬的综合性能,以喷气织机辅助喷孔为研究对象,采用Solidworks软件结构优化方法,对辅助喷嘴喷孔的流体性能进行了数值模拟。通过构建单圆孔、双圆孔、矩形孔3种辅助喷嘴喷孔流场三维模型,在0.4 MPa的工作环境压力下,分别研究了距喷口40 mm处截面的气流速度分布情况、辅助喷嘴的最大气流速度及辅助喷嘴入口处的质量流量情况。研究结果表明:在单圆孔辅助喷嘴锥度为正方向4°时综合性能最优,引纬稳定性最好,取得较大气流速度和最小质量流量,与锥度0°相比,最大气流速度增加了3.03%;对于双圆孔辅助喷嘴,采用上方喷孔直径1.5 mm、下方喷孔直径0.8 mm和两孔中心距离2.2 mm时获得最优结果;长宽比为2.3的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优。

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量,课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴,并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则,设计了3种环槽型辅助喷嘴,并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量,以及距喷嘴出口20,50,70mm处截面速度分布图。结果表明:对同种环槽型辅助喷嘴,随着喷孔锥度增大,辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。

主喷嘴与高速异形孔辅助喷嘴引纬合成流场特性

为解决单圆孔辅助喷嘴出口速度偏低,气流集束性较差及耗气量过高的问题,通过设计新型异形孔辅助喷嘴,揭示在同一工况下辅助喷嘴的喷孔形状对异形筘道内合成气流分布的影响规律。建立了主喷嘴射流与一组辅喷射流叠加的三维合成流场模型,基于雷诺时均方程封闭k-ε双方程湍流模型数值求解了异型筘槽内合成流场轴向速度和径向速度云图,通过实验装置测量了筘槽内合成气流平均速度,验证了数值结果的正确性。讨论了单圆孔,Y1,Y2和Y3号辅助喷嘴的出口形状对异形筘道内合成气流的轴向速度、引纬稳定性及耗气量的影响规律。结果表明:对比单圆孔辅助喷嘴,Y2号异形孔辅助喷嘴轴向气流速度可提高12%,耗气量降低了6%,引纬稳定性比单圆孔辅助喷嘴有所改善,综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

喷气织机辅助喷嘴的设计与应用(英文)

阐述了功能型辅助喷嘴的功能机理及设计要点,通过改变喷管平面的夹角及采用不等径8孔的喷孔结构,以达到提高辅助喷嘴的使用寿命及节省织机能耗的目的.经过SX-1型喷气引纬专用测试仪的多项气流性能测试试验及多机型、多品种历时一年半的生产使用,结果表明,功能型辅助喷嘴不但可减轻与经纱之间的磨损程度,而且可降低供气压力,节省织机的整机能耗.

辅助喷嘴间距变化对纬纱飞行状况的影响

为更好了解喷气引纬时纬纱运动状态,减小纬纱波动程度,采用由喷气引纬系统主要构件和高速摄像系统组成的气流指数测试仪,对喷气引纬时纬纱在异型筘槽内实际飞行状态进行拍摄记录,并用专业图像分析软件进行分析,测试在不同辅助喷嘴间距时筘槽内纬纱实际飞行运动速度变化情况,以及纬纱在筘槽中飞行运动的波动幅度,得出在辅助喷嘴间距为65mm时纬纱飞行运动的速度波动变化。相对75mm和85mm间距时,纬纱头端速度波动变化要小,头端飞行运动更加平稳。

喷气织机辅助喷嘴流场特性分析与纬纱牵引实验研究

针对喷气织机辅助喷嘴引纬工艺的关键问题,利用CFD软件Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到辅助喷嘴出口射流中心线上的速度曲线。为验证数值模拟的合理性,通过实验获取了不同供气压力条件下多种辅助喷嘴出口气流中心线上不同位置的速度值,并将实验数据与数值模拟进行比较。结果表明,实验所得速度值的总体变化趋势与数值模拟得到的速度曲线基本一致。在一定程度上,很好地验证了运用Fluent软件对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟的可行性。文中进一步以2种辅助喷嘴为研究对象对不同种类纬纱的牵引作用进行实验测试,证实了单孔辅助喷嘴引纬流场具有射流强度大、稳定性高、集束性好等特性。

基于CFD的喷气织机辅助喷嘴流场分析

为研究辅助喷嘴的流场性质,建立喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行数值模拟,得到供气压力为0.28 MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲线以及不同供气压力条件下辅助喷嘴出口的速度分布曲线。计算结果表明:供气压力为0.28 MPa时,辅助喷嘴出口最大风速达404 m/s,在辅助喷嘴出口出现了负压区;随着供气压力的增大,辅助喷嘴出口风速逐渐增大,供气压力每增加0.10 MPa,出口风速约增加50 m/s。通过与相关文献实验值的比较,证明了数值模拟方法和实验方法分析辅助喷嘴流场的一致性。

喷气织机单圆孔辅助喷嘴结构优化

为进一步降低喷气织机能耗,设计了3种不同孔径的辅助喷嘴,运用流体动力学分析模块对辅助喷嘴引纬流场进行仿真模拟,得到不同孔径下辅助喷嘴出口射流中心线的速度分布曲线。采用自主设计的实验平台获取射流中心线的速度分布,并与模拟的速度结果进行比较。对比结果证明,采用仿真模拟分析辅喷流场的准确性,可为优化辅助喷嘴结构参数,降低织机能耗提供理论参考。结果表明:供气压力为0.3 MPa时,直径为1.1 mm的辅助喷嘴能耗比直径为1.5 mm的辅助喷嘴降低了约25%。

喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计

为寻求喷气织机辅助喷嘴的最优结构以改善辅助喷嘴引纬的综合性能,建立辅助喷嘴的三维模型,利用CFD软件的Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到0.3 MPa供气压力下辅助喷嘴出口射流中心线的速度曲线、辅助喷嘴入口的质量流,以及距离辅助喷嘴出口40 mm处截面上的速度分布。为验证辅助喷嘴结构的优化设计,通过引纬平稳性、能耗和最大流速进行综合分析。结果表明:锥角为6°的单孔辅助喷嘴综合性能最优,最大流速和引纬平稳性分别提高了4.4%和36.7%;长宽比为3.3左右的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优,引纬平稳性提高了7.3%;双孔辅助喷嘴根据上述3种指标获得对应指标下的最优组合以满足实际引纬的不同要求。

基于Fluent的辅助喷嘴气流流场数值模拟

为研究喷孔形状对喷气织机辅助喷嘴喷射效果的影响,利用Solidworks建立辅助喷嘴喷射流道的几何模型,并通过Fluent采用RNG k-ε二方程湍流模型对高压高速可压缩的气流三维模型进行数值模拟。模拟结果表明,对于等效温度下的高压理想气流,在相同供气压力下,随着辅助喷嘴管内截面积的减小,管内气体速度反而增加,所研究的4种孔型的辅助喷嘴气流射出能力依次为7圆孔型>单矩形孔型>双圆孔型>单圆孔型。模拟结果可对喷气织机辅助喷嘴的优化提供参考。

供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响

为分析供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响,以避免出现虚假汇交现象,首先对主辅喷射气流产生虚假汇交现象进行理论分析,在此基础上利用气体流场测试装置,以泰坦TT-800喷气织机为实验平台,在改变供气压力条件下,对津田驹HTS1-9D的D型辅助喷嘴的实际流束中心线进行了测试分析。结果表明,当辅助喷嘴供气压力增大时,到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离逐渐增加。在实际织造生产中,可根据到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离的变化,来适当调节辅助喷嘴的安装高度,以避免出现虚假汇交现象,提高织造效率。

基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能

为提高喷气织机引纬性能,降低能耗,对辅助喷嘴结构及其参数进行优化研究。采用数值模拟分析方法,利用Fluent软件,研究了辅助喷嘴不同结构及参数对辅助喷嘴出口处的气流速度、速度衰减以及耗气量的影响规律。为得到喷射性能好且耗气量低的辅助喷嘴结构,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。结果表明:中心环形分布方式的辅助喷嘴喷射性能优于环形分布的辅助喷嘴;相同孔数的中心环形分布的辅助喷嘴,其出口风速随中心孔直径减小而减小,相同喷孔面积条件下,耗气量随喷孔数目的增加呈现递减趋势,8K04型辅助喷嘴耗气量最低;7K04型辅助喷嘴喷射速度高,且耗气量低,综合性能最优;5K03、6K05、7K04、8K04型辅助喷嘴的综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

喷气织机辅助喷嘴与异形筘结构参数对流场的影响

为深入理解辅助喷嘴引纬流场特性以及相关结构参数的影响作用,以便为引纬工艺的改善提供参考,根据实际引纬情形建立辅助喷嘴与异形筘组合流场模型。利用计算流体动力学软件Fluent对组合流场进行数值模拟,得到组合流场射流中心线上的速度分布,并通过实验验证数值模拟的合理性。以此为基础,探究异形筘下唇倾角以及辅助喷嘴喷孔与异形筘壁的距离对组合流场的影响。结果表明:辅助喷嘴组合流场出口速度的实验值小于数值模拟值,但二者整体上具有较好的一致性。供气压力为0.3 MPa和0.4 MPa时,异形筘下唇倾角为12°和3°时的气流速度为最优,同时辅助喷嘴喷孔与异形筘壁间的合适距离为9 mm与10 mm。

喷气织机能耗及降低辅助喷嘴气耗的探讨

喷气织机的降耗节能一直是企业需要解决的问题,通过对必佳乐DELTA-190型喷气织机能耗的测试分析指出,辅助喷嘴气耗为喷气织机整机能耗的主要部分,探讨了影响辅助喷嘴气耗的主要因素。阐析了影响其耗气的诸多因素,如辅助喷嘴压力,电磁阀控制辅助喷嘴的个数,辅助喷嘴间距的设置,储气罐的配量,辅助喷嘴的孔型选择,辅助喷嘴的结构及α、β、γ角的调节等,认为降低气耗需针对这些因素采取全面系统的措施,其中以辅助喷嘴压力的合理确定以及节能型辅助喷嘴的选择对降低气耗效果尤为显著。

喷气织机辅助喷嘴对流场速度分布的影响

论述了调整喷气织机辅助喷嘴气流射入主气流的交角和相邻两只辅助喷嘴的间距对汇合后主气流流场速度分布的影响，并对流场速度分布的变化与引纬过程中的纬纱稳定性的关系进行讨论。

辅助喷嘴的技术现状与开发途径

通过对国内外辅助喷嘴的发展情况和技术现状的对比分析,剖析了节能、提速、减磨型辅助喷嘴的设计机理,指出了国内辅助喷嘴的开发途径。

辅助喷嘴最佳安装距离的研究

本文应用纬纱运动稳定性条件分析了辅助气流有用值范围,利用射流合成的理论结果-求得了辅助喷嘴最佳安装距离。结果表明辅助喷嘴最佳安装距离为辅助喷嘴喷口速度、安全速度、辅助喷嘴喷口至主喷嘴轴线的距离以及辅助喷嘴安装角度的函数。