基于Fluent连续纤维模型的滤棒成型机捕丝器数值模拟与分析

【目的】指导滤棒成型机捕丝器的工艺参数调节,提升卷烟滤棒产品质量。【方法】基于捕丝器中纤维运动特性,使用Fluent软件连续纤维模型进行纤维简化,利用动量源项传递实现纤维与流场间的耦合,摆脱了纤维与流场双向耦合的规模限制,实现了包含大量纤维的捕丝器流场模拟。通过引入总牵引力与牵引力均匀性指标,研究了不同压缩空气进气压力与垫片厚度对ZL26A型滤棒成型机捕丝器丝束牵引状态的影响,并进行了实验验证。【结果】(1)结合连续纤维模型的耦合模拟方法可以有效反映丝束对捕丝器内流场的影响与丝束的牵引状态;(2)在保证丝束牵引力满足滤棒正常填充的情况下,使用较薄垫片厚度与较高进气压力可以提升捕丝器牵引均匀性,提高丝束牵引质量;(3)实验中使用总厚度较薄的0.56 mm垫片配合0.3 MPa较高进气压力下生产出的滤棒,其吸阻标准偏差值与变异系数较参数改进前分别下降21.5%与21.7%,滤棒质量得到有效提升。

卷烟滤棒成型送丝喷嘴内气流场的数值模拟

为进一步稳定卷烟滤棒成型质量,使用Solidworks建立了卷烟滤棒送丝喷嘴的流体域几何模型,利用多物理场仿真软件Comsol Multiphysics对送丝喷嘴内的气流场进行模拟,得到喷嘴内气流场分布情况;结合气流场数据利用Matlab对建立的纤维运动模型进行求解,得到纤维在送丝喷嘴内的运动情况。结果表明:内外套间隙对喷嘴内气流场分布和纤维运动状况影响较大,随着间隙增大喷嘴内气流场不对称性分布越来越明显,且纤维平均偏移距离增大。因此,减小喷嘴间隙可以降低滤棒吸阻波动。