筘槽内引纬气流场分布及其对纬纱飞行的影响.pdf
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1、第3 0 卷第7 期 2 0 0 9 年7 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 0N o 7 J u l 2 0 0 9 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 9 ) 0 7 0 0 3 1 0 6 筘槽内引纬气流场分布及其对纬纱飞行的影响 陈雪善1 2 ,卢跃华2 ,祝成炎2 ( 1 嘉兴学院,浙江嘉兴3 1 4 0 0 1 ; 2 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部霞点实验室,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) 摘要 为了解喷气引纬纬纱的实际运动状态和筘槽内引纬气体流场的分布变化与
2、纬纱运动状态的关系,采用高 速摄影系统,对喷气引纬时纬纱在异型筘槽内飞行的实际状态拍摄记录,可以看出纬纱在筘槽内呈旋转螺旋状前 行。通过气体流场测试装置,对筘槽内喷气引纬的气体流场进行测试分析,认为因筘槽内引纬气体流场的特殊动 态分布变化使纬纱作旋转螺旋状前行。对第1 辅助喷嘴喷向角做适当调整,可以降低第l 、第2 辅助喷嘴间段上引 纬气体流场的波动变化。 关键词异型筘槽;气流引纬;气压;合成气流 中图分类号:T S1 0 3 3 3 7文献标志码:A A i rf l o wf i e l di nu n c o n V e n t i o n a ls h a p e dr e e da
3、n di t s i n f l u e n c eo nw e f ty a r nf l y i n g C H E NX u e s h a n l ”,L UY u e h u a z ,Z H UC h e n g y a n 2 ( 1 J i a x i n gU n i v e r s i t y ,肠z 抛,Z h e j i a n g3 1 4 0 0 1 ,C h i n a ;2 研L a b o r a t o r yo f A d v a n c e dT e x t i l ea n dM a n u f a c t u r i n g T e c h n o
4、l o g y ,M i n i s t r yo E d u c a t i o n ,脚昭蹦- T e c hU n i v e r s i t y ,H a n g z h o u ,撇愕3 1 0 0 1 8 ,C h i n a ) A b s t r a c tI no r d e rt ou n d e r s t a n dt h ea c t u a ls i t u a t i o no ft h ef l y i n gw e f ty a r na n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e d i s t r
5、i b u t i o na n dv a r i a t i o no ft h ea i rf l o wf i e l di nt h eu n c o n v e n t i o n a ls h a p e dr e e da n dt h ew e f ty a mf l y i n g s i t u a t i o n ,t h ew e f ty a r nf l y i n ga c t u a ls i t u a t i o ni nt h eu n c o n v e n t i o n a ls h a p e dr e e dW a St a k e nw i t
6、 hh i g hs p e e d c a m e r as y s t e m ,a n di tc a nb es e e nf r o mt h e p h o t o g r a p h st h a t t h e w e f ty a mi st w i s t i n gf o r w a r di n t h e u n c o n v e n t i o n a ls h a p e dr e e d T h ea i rf l o wf i e l di nt h ep w f i l er e e do fa i rj e tw e f ti n s e r t i o
7、 ni st e s t e dw i t ha i rf l o w f i e l da n a l y z i n gi n s t r u m e n t I tc a nb ec o n c l u d e dt h a tt h es p e c i a la n dd y n a m i cd i s t r i b u t i o na n dv a r i a t i o no ft h e a i rf l o wf i e l di nt h er e e dl e a dt ot h et w i s tf o r w a r dm o v e m e n to ft
8、h ew e f ty a m ,a n di ft h e s p u r t i n ga n g l eo ft h e f i r s ta s s i s t a n tn o z z l ei sp r o p e r l ya d j u s t e d ,t h ef l u c t u a t i o n sa n dc h a n g e so ft h ea i rf l o wf i e l dc a nb er e d u c e di nt h e b e t w e e no ft h ef i r s ta n dt h es e c o n da s s i
9、s t a n tn o z z l e s K e yw o r d su n c o n v e n t i o n a ls h a p e d r e e d ;p n e u m a t i cw e f ti n s e r t i o n ;a i rp r e s s u r e ;c o n v e r g e da i rf l o w 在喷气引纬过程中,纬纱和气流有着非常复杂 的运动,气流在喷气引纬过程中呈波动和旋涡状 态,纬纱在筘槽中合成的三维气流场中波动式前 进口o ,目前国内外就气流对纱线作用的研究主要集 中在纱线张力和纱线运动端规律等方面b 】。由于各 种条件限制
10、,对纬纱在筘槽中的实际运动状态、引纬 气体流场的分布变化与纬纱运动状态的关系以及如 何减少纬纱波动提高引纬质量还有待进一步分析研 究。本文利用高速相机拍摄分析了喷气引纬时纬纱 的实际运动状态,并将引纬气体流场的分布情况结 合纬纱的运动状态进行了深入分析。 1纬纱在筘槽内实际飞行状况 喷气引纬的气流具有压力低而速度高的特点, 压缩空气的分子在流程中振动、扩散,促使具有捻 收稿日期:2 0 0 8 0 8 2 2修回日期:2 0 0 9 0 3 0 4 基金项目:浙江省科技计划重点项目( 2 0 0 5 C 2 1 0 7 3 ) 作者简介:陈雪善( 1 9 7 9 一) ,男,硕士生。研究方向为
11、现代新型织造技术。祝成炎,通讯作者,E m a i l :c h e n g y a n z h u 1 2 6 t o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 3 2 纺织学报 第3 0 卷 度的柔软纱线也随之在流程中振动、旋转、卷曲, 因喷射气流呈脉冲特性,纬纱沿通路中央在三维空 间内飞行的形状必呈波浪状引,如图1 所示。 口 铝 螫 壤 在于异型筘槽中气体流场的变化分布情况。在异型 筘式接力喷气引纬系统中,引纬气流速度的变化和 分布规律对纬纱
12、飞行速度、状态和稳定性影响极大, 研究引纬气流的分布规纠引,对理解分析纬纱飞行 所特有的运动状况具有非常重要的意义。 2 异型筘槽内气流流场的变化及分布 U Z u u4 u uo u U 8 0 0 lU u u 距喷嘴出口的距离m m 图l 纬纱飞行状态 以泰坦I “ 1 “ - 8 0 0 喷气织机为测试平台,利用的引 F i g 1 S i t u a t i 伽o f t h ef l y i n gw e f ty 枷 纬气流流场测试装置如图3 所示,采用简单、方便的 压力与速度测试方法引。 由于高速喷气引纬时纬纱飞行的速度很高,一 般的仪器很难观察得到纬纱在筘槽中飞行的实际状 况
13、,给分析研究实际引纬效果带来一定困难M 1 。 本文采用C O O K E1 2 0 0 s 高速摄影系统,对喷气 引纬中纱线在筘槽中的飞行状况进行实际拍摄,如 图2 所示。高速摄影技术是一种非常有效的观测手 段,尤其是高速分幅摄影,具有时间和空间的分辨 本领,可获得连续的二维空间图像信息H 1 。 图3 气流流场测试装置 F i g 3 A i rf l o wf i e l dt e s t i n gi n s t r u m e n t 本文对第1 、第2 辅助喷嘴和第2 、第3 辅助喷嘴 间异型筘槽内气体流场气压值进行测试,结果如图4 所示。辅助喷嘴的安装位置比主喷嘴射流中心线低 4
14、 5m m ,即G H 距离为4 5i T l r n ,偏离主喷嘴射流中心 线方向1 0 姗,即E G 距离为1 0m f f l ,其辅助喷嘴喷射 角a 为6 0 ,喷向角7 f 为8 0 ,d 表示测试装置的气体压 力计测试口距离A E G H 平面垂直距离。 因d 为4 1 2 5n l n ,既A B 之间的距离是 4 1 2 5I T l n l ,所以根据推导所得的B 点位置就是理论 上主喷嘴气流和辅助喷嘴气流的交汇处,但实际上 图2 纬纱实际飞行状况 气流在异型筘槽处的运动很复杂,实验从A 点处开 F i g 2 A c t u a lf l y i n gs i t u a
15、t i o no fw e f ty a r n 始,每隔5l n n l 为1 个测试点( 见图4 ( a ) 的纵向虚 ( a ) W e f ty a mg y r a l l ya n dw a v e l i k em o v i n gi n 线) 。由于实验条件所限,气体压力计测试头只能伸 i n i t i a ls t a g eo fr e e d 。a n a l ;( b ) F o r e h e a d 进离筘槽内侧2m m 处,所以在每个测试位段上,实 o fw e f ty a r n 懈叩i r a U yf l y l n gm 删。删 验从离异型筘槽内侧2
16、m m 处开始,即如图4 ( b ) 所示 从图2 可以看出,纬纱在高速喷气引纬飞行时,D A 距离为2m m ,每隔1r a i n 从A 端至C 端向外侧推 不仅在纵向平面做上下波动,且在横向切平面也做移,逐个测试横切平面上该点处的主喷嘴、辅喷嘴的 定运动,使得纬纱尤其是头部一段在行进中有旋 实际气压值,对流场变化及分布进行分析。 转、卷曲波动状态,纱线波向着自由端方向传递而 2 1第l 、第2 辅助喷嘴间异型筘槽内流场 产生摆动,其波的传递速度逐渐减小,并且具有随本文对第1 、第2 辅助喷嘴间异型筘槽内的引 机性随】。纬纱在飞行时处于这种运动状态主要原因纬气体流场进行了测试分析,表1 、
17、2 分别示出异型 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第7 期陈雪善等:筘槽内引纬气流场分布及其对纬纱飞行的影响 。3 3 主当一 喷射漉漉速中心线 碛嘴射流流速中心线 c H G 辅喷嘴 ( a ) 主哽嘴与辅喷嘴射漉立体不霞圈 C o ) 筘槽与辅嘴喷的横向示意圈 图4 筘槽内主、辅喷射流示意图 F i g 4 A i rf l o ws c h e m a t i co fm a i na n da s s i s t a n tn o z z
18、l ei nr e e dC 珊l a l ( a ) A i rf l o ws c h e m a t i c so fm a i n a n da s s i s t a n tn o z z l e ;( b ) S c h e m a t i c so fr e e dc a n a la n da s s i s t a n tn o z z l e 筘槽内主辅喷气压值。如图5 所示。可以看出,在进行单引纬时,由于主喷 从表1 、2 所列气压值可以得到该异型筘槽横切嘴在水平面上以一定角度倾斜安装,使得主喷嘴气 平面上主、辅喷嘴气流最高气压值的位置分布情况,流在横切平面上从离筘槽内侧
19、距离为6m m 处 表1 第l 、第2 辅喷嘴闻异型筘槽内主喷嘴气压值 T a b 1A i rp r e s s u r eo fm a i nn o z z l ei nr e e dc a n a lb e t w e e nt h ef i r s ta n ds e c o n da s s i s t a n tn o z z l e 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 3 4 纺织学报 第3 0 卷 逐渐向内侧倾斜偏移,到达理论交汇垂直A
20、 H 线距 离为4 1 2 5m i l l 处后开始,主喷嘴气流的流速中心一 直位于距内侧2H i m 处。并且在距A H 垂直距离为 1 5m i l l ,距内侧距离为8m m 处开始出现辅喷嘴气流, 并逐渐向内侧偏移。主、辅喷嘴的气流中心在A B 距离为4 1 2 5m m 处还没有出现吸附汇交,而从 4 1 2 5I n n q 处开始2 股气流逐渐接近靠拢,到距A H 垂直距离为4 5m m 处主、辅喷嘴气流理论上实现相 交,但是由于2 股气流在相互接近时会有吸附作用, 2 股气流中心线的实际交汇处会稍微偏离4 5m m 处。 在第1 、第2 辅喷嘴间的横切平面上最高气压值位 置的
21、分布情况如图6 所示。 图5 异型筘槽横切平面主喷与辅喷气流中心位置分布 F i g 5 D i s t r i b u t i o no fc e n t r a la i rf l o wo fm a i na n d a s s i s t a n tn o z z l ei nr e e dc a n K 图6 异型筘槽内横切平面上第1 、第2 辅喷 最高气压位置分布 F i g 6 D i s t r i b u t i o no fm a x i m a la i rp r e s s u r ei nr e e dc a n a l b e t w e e nf i r s ta
22、 n ds e c o n dn o z z l e 由图6 可以看出A B 距离为0 。4 5i n l n ,在异型 筘槽内横切平面上最高气压的位置分布呈波浪曲线 状,从离A E G H 平面垂直距离为4 5m m 处开始,筘槽 内引纬气体流场的最高气压值位置离筘槽内侧距离 始终为2l n l n ,这样的分布情况易引起纬纱在引纬飞 行时波动、旋转前行。 综上所述可以看出,主喷嘴气流和第1 辅喷嘴 喷射气流在空间分布上呈分叉相交,使得第1 、第2 辅喷嘴间异型筘槽内横切平面上最高气压位置呈起 伏波动分布,如果能够适当地对辅喷嘴喷向角做出 调整,使得辅喷嘴喷射气流与主喷嘴气流最大程度 上重叠
23、或接近,可减少合成气流的波动变化,增大合 成气流的气压值,如表3 所示。 表3 主喷嘴与辅喷嘴喷射气流中心间距离 T a b 3D i s t a n c eb e t w e e nc e n t r a la i rf l o wo f m a i nn o z z l ea n dt h ea s s i s t a n tn o z z l em m 从表3 可以看出,如果能够使得辅喷嘴的喷向 角做出适当调整,使辅喷嘴气流向筘槽内侧微距偏 移,就能够更好地使主、辅喷嘴气流重合或接近,如 图7 所示。 主喷嘴气流 K 2 K 豸。 - , 丁 ;气;诈 Gn F 图7 辅喷嘴气流中心线变
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- 筘槽内引纬 气流 分布 及其 纬纱 飞行 影响
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