输棉通道几何参数对转杯纺气流场影响的数值研究

输棉通道的几何形状以及输棉通道与转杯的空间位置关系对通道和转杯内部气流流动有很大的影响,进而影响纤维在输棉通道内的伸直状态。本文通过数值计算的方法研究了输棉通道和转杯内部气流流动特征,并讨论了输棉通道特征数和空间位置角对通道和转杯内部气流流动特性及纤维伸直状态的影响。模拟结果表明,梳棉通道负压从出口到入口呈现先平稳增加,后急剧增加的趋势,特征数越大,该趋势越明显;输棉通道内部速度差随着特征数增大而增大;空间位置角α增加,输棉通道轴向负压先减小后增大,而输棉通道轴向速度差增大;空间位置角β对输棉通道静压和速度的分布影响较小,它主要改变纤维与转杯的初始接触位置。

输棉通道位置对转杯纺纤维运动的影响

为了研究输棉通道位置对纤维在纺纱通道中运动的影响,文章以直径42 mm转杯为例,采用Ansys软件中ICEM-CFD建立三维抽气式转杯纺纱通道模型,在Fluent商用软件中计算连续相气体流场,根据连续相计算结果拟合离散相纤维运动轨迹。保持边界条件不变,比较输棉通道位置不同时(Y=13 mm、Y=9.75 mm、Y=6.5 mm)转杯纺纱通道内气流分布特征及纤维运动轨迹的差异。试验结果表明:Y=13 mm(工况a)时,输棉通道内气流速度与压强变化梯度最大,有利于伸直纤维;工况b时,转杯凝聚槽负压最大,纤维进入转杯能较好地凝聚汇集,有利于纤维紧密凝聚成纱;输棉通道位置过低(工况c),转杯内部涡流分布不均,不利于转杯高速平稳转动。

异性纤维分拣机输棉通道入口的数值模拟分析

为探究不同入口结构对异性纤维分拣机输棉通道内气流速度分布的影响,提高棉流稳定性,采用数值模拟分析的方法,利用Fluent软件分别对弯曲通道、直通道、入口角度、通道截面高度以及不同扩张角的扩散器进行模拟分析,得到不同入口通道内的速度云图、压力云图和检测通道内速度曲线。结果表明:在弯曲通道内存在静压差导致轴向速度在异性纤维检测通道0~0.4 m内不均匀分布;减小通道入口角度能够减小检测通道0.1~0.3 m内的轴向速度波动,并加快轴向速度趋于稳定;降低截面高度会直接减小棉流厚度,但会延长速度趋于稳定的通道长度;扩散器能够有效地使棉流靠近通道中心位置,对比不同扩散器,扩张角a=11°,b=7°时扩散器效果最优。

采摘头输棉通道流场仿真与分析

采摘头输棉通道是采棉机输棉系统的重要组成部分,其结构直接影响采棉机的工作效率,为了提高采棉机输棉系统的输送效率,以采摘头输棉通道为研究对象,应用ANSYS软件建立几何模型和网格模型,并应用Fluent数值模拟方法对采摘头输棉通道内部流场进行仿真分析,通过对比分析不同结构参数下输棉通道内部流场特性。结果表明,采摘头扩散板夹角从41°增加到49°,输棉通道的整体负压减小了10 Pa,且靠近壁面处的流体速度减小,致使棉花输送能力下降;随着吹风门高度从10 mm增加到50 mm,高负压区面积增大,负压区中心上移,输棉阻力减小,效率增大。