Effect of air core on the shape and discharge of the outflow through a bottom outlet

Experiments were conducted to study the generation of air core and its effect on the outflow shape and discharge in a cylindrical water tank with a bottom well-designed outlet. Depending on the stages of the air core in the tank, the outflow shape can vary from a smooth water jet to a smooth spindle shape with air-core, and to water sprays. The diameter of the nozzle size also has influence on the outflow pattern. The existence of the penetrated air core can dramatically reduce the outflow discharge, with the discharge coefficient decreasing with the nozzle diameter.

不同芯丝对喷气涡流包芯纱及其织物性能的影响

为探究不同芯丝对喷气涡流包芯纱及其织物性能的影响规律,以莫代尔纤维和智能调温纤维为外包纤维,分别以T400长丝、涤纶DTY长丝和锦纶6长丝为芯丝纺制3种包芯纱,并织成针织物。探讨相同成纱条件下不同芯丝喷气涡流包芯纱的强伸性能、毛羽以及条干均匀度,同时分析相应针织物的悬垂性、耐折皱性和抗起毛起球性。结果显示:芯丝为T400长丝的包芯纱强伸性能最好,且其织物的抗起毛起球性最好;芯丝为涤纶DTY长丝的包芯纱织物挺括抗皱,保形性较好;芯丝为锦纶6长丝的包芯纱毛羽最少、条干最均匀,并且织物悬垂性、透气性最好。

喷气涡流纺莱赛尔/涤纶包芯纱的开发

为丰富喷气涡流纺纱线产品种类,文章以莱赛尔为外包纤维、涤纶DTY网络丝为芯纱,探讨了喷气涡流纺包芯纱的生产及纺纱工艺设计的重点与难点,成功开发出18.5 tex喷气涡流纺莱赛尔/涤纶包芯纱。研究表明,针对莱赛尔短纤维的特性,梳棉工序应增强梳理并提高转移效率,并条工序应提升纤维伸直平行度;喷气涡流纺工序应科学选择喂入比,正确调整芯丝喂入张力等工艺参数,合理控制喷嘴压力,加强温湿度管理。相关生产实践为开发高附加值喷气涡流纺纱线产品提供了参考。

喷气涡流纺纱机的发展现状及趋势

为了进一步推进喷气涡流纺纱机的发展,分析了喷气涡流纺纱机在全球的存量分布情况、近8年国内累计进口量及主要省份等市场情况,回顾了喷气涡流纺纱机的国内外技术发展历程,阐述了喷气涡流纺纱技术的创新应用,介绍了相关政策支持,并提出了喷气涡流纺纱机的发展思路。认为:我国喷气涡流纺纱机存量具有全球优势地位,正处于产业快速发展期,市场空间广阔,未来随着各种新工艺新技术层出不穷,在开发喷气涡流纺花式纱、包芯纱、细号纱以及差异化原料应用的优势将不断凸显,但国内急需开发拥有自主知识产权的喷气涡流纺纱机,突破关键技术装备和工艺,促使喷气涡流纺纱机在我国稳步健康发展。

喷气涡流纺纱技术进程与展望

探讨喷气涡流纺纱技术的发展现状与趋势。分析了喷气涡流纺纱技术的特点,阐述了喷气涡流纺设备的发展历程和纺纱工艺的研究进展,综述了喷气涡流纺纱技术在原料品种及专件改进、包芯纱品种开发等方面的研究进展和发展趋势。认为:喷气涡流纺纱技术应继续着重研究品种适应性问题,扩大其产品优势;进一步改进胶辊胶圈、喷嘴、纺锭等零部件,提高纺纱质量;增强应用基础的研究,推动其与实践开发应用的融合。

喷气涡流纺新型纱线开发探析

为提升开发喷气涡流纺纱线的技术水平,介绍喷气涡流纺纱在我国的发展历程及存在问题,对比环锭纺、转杯纺、喷气涡流纺的优势、局限及技术特性;详细分析喷气涡流纺开发多种纤维混纺纱、包芯包覆纱、有色纱等特色纱线开发途径;总结发展喷气涡流纺需注意的问题。指出:喷气涡流纺纱尚无法替代环锭纺与转杯纺;开发喷气涡流纺纱线产品时,应避免同质化竞争,合理配置纺纱速度,不断优化纺纱工艺配置,努力拓宽喷气涡流纺纱线的应用领域。

泵站流量衰减问题分析与进水系统改造

为解决某抽黄灌区枢纽泵站机组流量大幅衰减问题,采用计算流体动力学(CFD)方法对其衰减原因进行分析,提出进水系统改造方案,并对改造前后的进水系统流态进行数值模拟对比。结果表明:改造前,在箱涵进口产生明显吸入涡,大量气体和杂质经箱涵高速进入吸水池后,造成池内水流上下翻滚,导致水泵吸水性能极差,运行一段时间后流量迅速衰减;改造后,进水系统流态得到有效改善,进水池低速区变小,吸水池水流上下翻滚现象消失,水泵吸水性能提升较大,机组流量衰减现象得到明显改善。通过实测改造前后泵站的运行流量,验证了CFD用于泵站内部流场模拟的可靠性;在后续对原有工程进行改造时,可先采用CFD对原始系统进行流场模拟,有针对性地进行结构改造。该泵站流道改造前后效果验证,进水系统设计时,应尽量保持各进水建筑物压力流或明流相同。

喷气涡流纺技术发展动态与产品开发趋势

总结喷气涡流纺技术的发展,探讨设备关键技术及产品开发。介绍了喷气涡流纺装备的演变过程,比较了日本村田、瑞士立达喷气涡流纺装备的主要区别和智能化设计情况;从喷气涡流纺纺纱速度突破、在线清油技术突破以及喷气涡流纺专用空心锭子的设计开发3个方面阐述了喷气涡流纺的技术进步;梳理了喷气涡流纺在纯棉纱线、细号纱、粗号纱、包芯纱和差别化结构色纺纱的产品开发情况。认为:喷气涡流纺技术取得了持续进步,装备更加智能、低碳、高产,喷气涡流纺技术发展前景可观,未来还需持续挖掘其在差别化、功能性纱线开发方面的潜力,扩大可纺纤维与可纺纱号范围,拓宽纱线产品应用领域,充分发挥喷气涡流纺的技术优势。

芯丝种类与纺纱速度对喷气涡流纺包芯纱性能的影响

为制备结构性能优良的喷气涡流纺包芯纱,以粘胶短纤维作为外包纤维,不同种类聚酯长丝(涤纶拉伸变形丝(DTY)、涤纶全拉伸丝(FDY)和聚对苯二甲酸丁二酯纤维长丝(PBT))为芯丝制备喷气涡流纺包芯纱。比较分析了不同种类芯丝喷气涡流纺包芯纱与纯粘胶喷气涡流纱的性能差别,并采用双因素方差分析法探究了芯丝种类与纺纱速度对包芯纱强伸性、条干CV值和毛羽H值的影响情况。研究结果表明:相较于不含芯丝的喷气涡流纺纱线,包芯纱的力学性能明显提升,毛羽H值有所降低;芯丝种类是影响喷气涡流纺包芯纱性能的主要因素,对断裂强度、断裂伸长率和毛羽H值影响极为显著,以DTY为芯丝的包芯纱断裂强度最大,以PBT为芯丝的包芯纱断裂伸长率最大,以FDY为芯丝的包芯纱毛羽H值最低;纺纱速度仅对毛羽H值有显著性影响,3种包芯纱的毛羽H值都随纺纱速度的增大而增大,其中PBT包芯纱毛羽H值增长速率最快。

抽吸式喷气涡流纺装置及纺制金属丝包芯纱的实验分析

金属丝包芯纱作为一种新型的导电纱线,具有广阔的应用前景。为了减少金属丝包芯纱成纱过程中的纤维损失,设计了一种在引纱通道壁面上设有气流抽吸孔的喷气涡流纺空心锭装置,通过纺纱试验,研究了抽吸孔直径和抽吸区长度对纺纱过程中落纤量和纱线断裂强度的影响。结果表明:在纺锭引纱通道壁面上设置抽吸孔有利于减少成纱过程中的纤维损失,提高成纱断裂强度;抽吸孔直径在0.2~0.4 mm范围内变化时,抽吸孔直径对纤维损失量的影响并不显著,而包芯纱断裂强度在直径为0.2 mm时最高;当抽吸区长度从25 mm增加至34 mm时,对纤维损失和成纱断裂强度均无显著影响。研究结果可为喷气涡流纺纱喷嘴装置的设计提供了一种新思路。

进水口最小淹没水深和消涡措施

为了防止进水口前产生吸气漩涡,水电站或泵站进水口前要求有一定的淹没深度,在总结具有代表性的不产生吸气漩涡的临界淹没水深经验公式的基础上,以某水电站进水口为依托开展了模型试验研究,比较了各经验公式在该电站进水口应用中的适用性。结果表明,戈登公式计算值与试验值最为接近。最后,通过模型试验进一步分析了水电站进水口漩涡的影响因素,提出了几种消除吸气漩涡的工程措施。

水力旋流器新型出口挡板结构对分离性能的影响

针对小直径水力旋流器,设计了不同内置挡板式的溢流管和底流管,实验研究了新型出口挡板结构对水力旋流器分离性能的影响。研究结果表明:内置挡板溢流管适用于处理量较大的工况,与传统溢流管相比,分离效率略有降低,但在高流量下其压降的降低幅度可达11.11%,挡板宜采用相对较窄、较短、三块120°间隔设计方式;底流管内置挡板采用十字交叉结构可稳定内旋流,使分离效率最大可提高5.96%;新型内置挡板的溢流口与底流口相耦合,可同时实现提高分离效率和降低压降的目标。此外,在相同情况下,发现溢流管内置挡板可消除水力旋流器内部的"空气柱",据此推断"空气柱"并非由内部空气形成,而是其内部负压中心形成的某种湍流程度较高的强制旋流涡。

喷气涡流纺工艺对粘胶/涤纶包芯纱性能的影响

为获得更高强力的喷气涡流纺纱线,通过引入涤纶长丝制备喷气涡流纺粘胶/涤纶包芯纱。采用统计分析等方法研究了芯丝线密度、纺纱速度对喷气涡流纺粘胶/涤纶包芯纱强伸性、条干不匀和毛羽的影响规律,同时对比分析了不同纺纱条件下包芯纱的结构外观。研究结果表明:芯丝线密度、纺纱速度对喷气涡流纺粘胶/涤纶包芯纱各性能响应值有不同程度的影响;纺纱速度过高或过低均不利于包芯纱成纱的强伸性提高和条干均匀性改善,纺纱速度的增加会使毛羽H值增大;在一定范围内,增加芯丝线密度有利于包芯纱强伸性的提高,随芯丝线密度的增加,包芯纱毛羽H值减小;此外,选用较大的芯丝线密度和较高的纺纱速度时,纺制的包芯纱芯丝外露现象越明显。

波浪对蘑菇头式取水口吸气漩涡流态影响的试验研究

滨海蘑菇头式取水口进口流态受波浪影响明显,但波浪作用下的取水口吸气漩涡规律尚缺乏系统研究,如何防止进水口前产生有害吸气漩涡是进水口设计中急需解决的问题。以某滨海电厂取水口为例,采用物理模型试验方法,研究了波浪作用下的取水蘑菇头进水流态和吸气漩涡特征,分析了波浪影响下取水口防进气所需的最小淹没深度。试验结果表明,波浪会抑制取水口周缘形成稳定的吸气漩涡。取水蘑菇头在淹没深度不足时会随着波浪周期产生间歇式吸气,但进气量要比持续波谷水位时小。在预防有害吸气漩涡方面,波浪的存在可降低临界淹没深度值,设计实践中可对淹没深度规范公式(Gordon公式)加以修正使用,而修正系数的取值应根据波浪要素和取水口结构形式确定。研究结果可为类似工程设计提供参考。

喷气涡流纺的品种开发及其关键技术

探讨了五大类喷气涡流纺的品种开发及其关键技术。与环锭纺对比,分析了喷气涡流纺技术的优缺点。以浙江喷气涡流纺企业为例,重点介绍了色纺纱、功能性混纺纱、多种天然纤维混纺纱、包芯纱和装饰及毛针织用纱等五大类喷气涡流纺纱线和一些市场反应良好的新颖纱线品种。认为:开发喷气涡流纺纱产品时,需要充分关注市场需求,发挥创新思维,努力拓宽应用领域;采用合理的前纺工艺设备配置、专用器材的优选和保养、做好车间温湿度控制,以适应小批量、多品种的快速生产要求。

喷气涡流纺包芯纱的成纱原理及设备的研究与应用进展

文章首先介绍了利用喷气涡流纺加工包芯纱的优势及市场需求,综述了喷气涡流纺包芯纱的成纱原理,特别阐述了喷气涡流纺金属丝包芯纱的成纱过程,从装备角度阐述了喷气涡流纺包芯纱加工设备的研究现状,最后指出了喷气涡流纺包芯纱加工设备后续的研发方向。文章可望为喷气涡流纺包芯纱加工设备的发展与进步提供思路。

边表孔闸前吸气旋涡试验研究

针对多泄洪表孔的边表孔闸前极易产生强烈的吸气旋涡的问题,试验观察了边表孔闸前水流流态,分析了旋涡成因,并详细研究了工作水头、闸门开度、绕流距离及相邻表孔运行方式对吸气旋涡的影响以及吸气旋涡对表孔侧墙压力的影响。结果表明:该吸气旋涡主要是由边墩绕流效应引起,是发生在边表孔的特殊水流现象;旋涡涡心直径随工作水头和绕流距离的增大而增大,随闸门开度的增大而减小;相邻表孔全开与局部开启相比,边表孔闸前漩涡更大;吸气旋涡导致表孔下游侧墙出现负压,可能造成侧墙空蚀破坏,在实际工程中应注意对此类旋涡进行控制。

井下涡流工具排水采气机理研究

涡流工具排液是一种新型气井排水采气工艺。目前国内外针对井下涡流工具的室内及现场试验,仅获得部分宏观工作特性,缺乏深入的理论研究,具体排液机理不够清晰,限制了该工艺的推广应用。鉴于此,采用有限元分析方法建立涡流工具气液两相螺旋流动的数值模型,并借助CFD软件对其流动过程进行仿真。通过流动规律的预测及分析,确定出井下涡流工具排水采气机理。研究结果表明,涡流工具可形成螺旋上升的管壁液膜流和快速上升的中心气核流动;引发的高速螺旋涡流,有效降低了气液流动阻力,提升了采气速度,同时增强了气流的携液能力,收到排水采气效果。研究结果可为工具的现场应用及改进提供指导。

喷气涡流纺包芯纱工艺自动调节系统的设计

基于工业内窥镜的在线观测装置,探讨面向喷气涡流纺包芯纱的成纱工艺参数自动调节系统的设计方案。利用深度卷积神经网络对图像的识别和分类能力,构建了喷气涡流纺金属丝包芯纱成纱过程图像的分类模型,对模型卷积核、激活函数、分类器、损失函数、优化函数、学习率及整体框架进行了合理设计与选定,根据成纱过程中纱条露芯特征与包缠状态将纤维包覆过程图像分为9种类型,并将其作为训练数据集。试验结果表明:该模型的预测准确率达到了92.1%。在此基础上,对成纱工艺参数自动调节方案进行了设计,根据图像自动识别结果对喷气涡流纺纱机的故障类型进行诊断和判别,从而及时调整纺纱工艺参数或进行停机处理,并更新工艺参数的设置基准值。认为:该方案可确保整个纺纱过程在设定的最优参数下运行。

弧形闸门前漩涡影响因素研究

为研究弧形闸门局部开启时引起闸门前发生的吸气漩涡影响因素,取某泄洪闸的其中一孔为研究对象,采用比尺为1∶20的水工模型进行了相关试验研究和理论分析。研究结果表明,闸前吸气漩涡的产生与闸前水深、闸门开度、来流环量以及表面张力和黏性力有关。通过试验观测和理论分析得到,闸前漩涡存在上、下两个临界淹没水深。当闸前水深在临界淹没水深上下限之间时有吸气漩涡发生。弧形闸门局部开启时,开度越大,闸门进水口的宽高比越小,吸气漩涡越强;来流的边界条件引进的环量作用越明显,漩涡越强;当雷诺数Re≥4.4×10~4,韦伯数We≥(104~208)时,可以忽略黏性力和表面张力对试验的影响。最后,通过理论分析建立了只考虑闸门进水口的宽高比和环量数的临界淹没水深公式。