以传统环锭纺为基础的集聚纺技术因其优异的纱线质量而得到了业内人士的广泛关注,其产品也受到市场和消费者的广泛欢迎,因此该纺纱技术的发展速度很快。但由于集聚纺技术的发展历史较短,对其成纱机理和纱线结构方面的研究工作还很少。本文在研究分析现有集聚纺设备的基础上,对集聚纺技术的成纱机理、气流凝聚和成纱结构进行了系统深入的研究。 以德国Suessen公司的Elite系统为基础,设计出气流凝聚区的物理模型,用标准K—ε模型和有限容积法对其进行数值计算,得出凝聚区的气流速度场的分布结果。设计制作了气流凝聚区的实验模型,采用粒子图像测速(PIV)技术对模型中的气流速度场进行测试。实验过程中,依次取了三个测量平面(Z=10mm,Z=15mm和Z=20mm)和三个负压值(-100Pa、-150Pa和-200Pa)共9个工况进行测量。测量结果表明:凝聚区的数值模拟结果跟实验测量结果比较吻合,即物理模型和计算模型的应用都是正确的,可以采用该模型对集聚纺技术中的凝聚区气流速度场进行较深入的研究分析。 模拟分析现有EliTe集聚纺系统凝聚区内气流速度场的分布状态,总结出:在斜槽的前端区域,气流对纤维须条的凝聚作用较大,而在斜槽的后端区域,气流方向与纤维须条轴向之间的夹角较小,因此其凝聚作用较弱。从多个速度平面上取负压斜槽左右边界线上的速度标量值,以分析斜槽边缘处气流速度的变化趋势,从而解释了集聚纺纱过程中凝聚须条一直沿着斜槽右侧边缘运行的原因。经过分析还发现:牵伸后的纤维须条在没到达吸气斜槽所在的区域时,已经受到气流从左右两侧的推挤作用,因此,从牵伸钳口到负压斜槽之间的区域并不是无控制区,纤维须条也会受到良好的控制。 分别模拟并分析了斜槽倾角和负压管内负压值对凝聚区气流速度场的影响,得出以下结论:斜槽倾角是影响纤维集聚状态的主要因素,随着斜槽倾角的增大,斜槽两侧气流方向与纤维须条的输出方向之间夹角的差异变大,斜槽两侧边界线上气流速度的差异也会增加;随着负压值的增加,斜槽周围凝聚区的速度值明显升高,而负压值对凝聚区气流速度场的分布状态没有明显的影响。 研究了纺纱过程中张力转移机理的发生条件,以此为基础分析推理出几何