抽吸孔排列对喷气涡流纺喷嘴流场影响的数值模拟

为探究抽吸孔排列参数对负压抽吸式喷气涡流纺包芯纱成纱过程与质量的影响规律,建立喷嘴气流场的计算流体动力学模型,对抽吸孔周向列数与抽吸孔轴向间距对气流流动特性的影响进行数值模拟研究,并与纺纱试验结果进行对比分析。结果表明:成纱过程中落纤量的大小受锭子中引纱通道入口端面处气流轴向速度和径向速度的方向和大小影响显著,落纤量随该处气流轴向和径向速度值的增大而降低;成纱断裂强度受锭子入口附近抽吸孔中气流径向速度大小的影响较大,成纱断裂强度随径向速度的增大而提高。抽吸孔周向列数为3列和4列时落纤量均低于2列时,但抽吸孔周向列数为2列时成纱断裂强度最高;当抽吸孔轴向间距从1 mm增加至2 mm时,落纤量与成纱断裂强度均明显增加。抽吸孔排列参数对包芯纱成纱过程落纤量与成纱断裂强度影响的数值模拟结果与前期纺纱试验结果较为一致,为揭示参数对喷气涡流纺成纱过程与质量的影响机制提供了可行的方法。

棉包自动拆袋机的创新设计

针对当前直行往复式自动抓棉机棉包人工排放过程劳动强度大、用时长的问题,提出了一种面向直行往复式抓棉机的棉包自动拆袋机的创新设计方案。该棉包自动拆袋机主要由棉包输送机、钩带装置、剪带装置、废带收集装置、夹袋装置、割袋装置、废袋收集装置、第一抱夹车及第二抱夹车构成。对棉包自动拆袋机的工作步骤及各组成部分的主要结构和工作原理进行了总体介绍。钩带机构在卷簧的作用下利用拨叉及钩带压板将棉包打包带握住,剪带机构的回转气缸驱动旋转刀片转动,与固定刀片闭合将棉包该位置的打包带剪断。割袋装置将包装袋先后沿底部对角线和一侧竖直方向上的两条边线割开。该棉包自动拆袋机通过采用自动化的机械装置自动完成棉包的搬运、输送、割带、割袋、拆袋、排放与废带废袋收集工作,有望替代传统的人工排包流程,可有效节省用工,并减轻操作人员的劳动强度,同时能够显著提高生产效率。

抽吸孔结构对喷气涡流纺喷嘴气流场的影响

研究负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴中抽吸孔直径与抽吸区长度对喷嘴气流场分布特征的影响。采用数值模拟的方法,结合纺纱试验结果,阐明了抽吸孔直径与抽吸区长度对喷气涡流纺包芯纱成纱过程中的落纤量及成纱断裂强度的影响机制。研究发现,纺锭内引纱通道入口端面处气流径向速度和轴向速度的方向与大小对成纱过程中落纤量的大小起关键作用,气流轴向速度和径向速度值越大,落纤量越小;靠近纺锭入口位置的抽吸孔中气流径向速度的大小对成纱断裂强度的大小起关键作用,气流径向速度越大,成纱断裂强度越高。气流场模拟结果表明:抽吸孔直径0.3 mm和0.4 mm时降低落纤量的效果优于抽吸孔直径0.2 mm,抽吸孔直径0.2 mm时成纱断裂强度较高;抽吸区长度25 mm和34 mm时降低落纤量的效果相似,抽吸区长度34 mm时成纱断裂强度略低于抽吸区长度25 mm。气流场的数值模拟结果解释了纺纱试验结果,可为喷气涡流纺喷嘴结构的改进提供理论参考。

负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴气流场的数值模拟

为了研究负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴内的气流场,采用Realizable k-ε模型模拟喷嘴内气流的湍流运动,利用计算流体动力学仿真软件ANSYS Fluent对所建立的负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴气流场计算模型进行了数值求解,获得了喷嘴中的气流流动特征。模拟结果表明:空气从气室经由喷射孔加速射入涡流管内,随后在其中做旋转运动,继而进入涡流管与锭子头端之间环形区域;沿纤维导引通道进入涡流管的部分气流受到锭子内部抽吸孔中负压抽吸气流的作用而流入锭子内的引纱通道;在锭子入口附近,引纱通道内气流形成较为明显的旋转运动;随着位置向下游方向移动,引纱通道内气流的旋转运动逐步减弱并消失,气流通过抽吸孔沿径向流入锭子与负压抽吸管之间的腔体内,并在其中形成了分布较为均匀的6个涡。该研究方法与结果可为低落纤喷气涡流纺纱喷嘴的设计提供理论支撑。

Middle or low water pressure direct spiral double helix converging nozzle structure optimization and flow field analysis

In order to solve the problem of using middle or low water pressure to form fine water mist,a new nozzle is proposed in fire rescue robot.Existing water mist nozzles are basically used for high pressure and in large size,complex structure and poor low pressure atomization effect in comparison with requirement of snake-like fire rescue robots.On the basis of comprehensive typical spray nozzles,a direct spiral double helix converging nozzle(DSDHCN) is proposed,which has the advantages of small volume,light weight,simple structure,and convenient installation.To make the spray nozzle have good performance,and meet the requirements of more efficient fire extinguishing,a numerical study is carried out to analyze the internal and external full flow field of nozzle.A gas-liquid two-phase flow is applied to simulate the external full flow field of nozzle with VOF model in fluent software.The simulation results show the real situation of water flow out of the atomization nozzle and the water jet trajectory.Some simulations about middle or low water pressure direct spiral double helix converging optimized nozzle have been done in 30 bar pressure.The simulation results show that the optimized nozzle structure not only makes the spray droplets have a good cone angle,but also have a sufficient axial velocity,which proves the structure rationality of the proposed optimized nozzle.

基于磁电复合材料的开合式电流传感器磁芯仿真分析

基于磁电材料的电流传感器设计中,为了提高传感器的精度和灵敏度,通常会采用磁芯来汇聚磁场。基于有限元软件分别对交叉结合面开合式磁芯和平口结合面开合式磁芯中的磁致伸缩层磁感应强度进行了仿真分析。同时,分析了气隙和电流导线位置对不同结合面中磁致伸缩层磁感应强度的影响。根据仿真结果,当气隙距离为0.5 mm时,交叉结合面磁芯中的磁致伸缩层磁感应强度为气隙距离为零时的95.5%,而平口结合面磁芯中的值仅为气隙为零时的4.62%;当导线位置沿着x方向(平行于磁致伸缩层长度方向)一定范围内偏移时,交叉结合面和平口结合面磁芯内的磁致伸缩层的磁感应强度最大误差分别为0.02%和2.71%,当导线位置沿着y方向(垂直于磁致伸缩层长度方向)一定范围内偏移时,最大误差分别为0.33%和8.19%。因此,交叉结合面开合式磁芯更适合作为开合式电流传感器磁芯。