转杯纺纱又称气流纺纱,在转杯内气流和高速旋转转杯的共同作用下,完成了纤维的输送,凝聚加捻,最后由引纱罗拉引出。国内外的学者对转杯纺纱的成纱原理、纺纱工艺以及纱线性能做了很多的研究,但是对转杯复合纺纱方面的研究还较少,尤其是转杯纺复合纱气流特征方面尚无相关的科技论文见刊。因此本文以转杯纺复合纱纺纱通道为研究对象,借助Fluent软件对纺纱通道内的气流场进行了数值计算,并探究了纺纱工艺参数对棉/氨转杯复合纱和棉/涤转杯复合纱纱线性能的影响,再通过正交设计进行了工艺优化,得到了两种复合纱的最优参数组合。介绍了流体流动的控制方程和湍流的数值模拟方法,建立了转杯复合纱纺纱通道内流场的几何模型,对其进行了网格划分和边界条件的设置,并分析了凝聚槽型号、转杯直径和转杯速度对转杯内气流流动规律的影响。结果表明,引丝管内的压强最低可达-9810.61 Pa,输棉通道入口处压强为正压,出口处压强为负压。转杯内的压强大部分位于-9810.61⁴518.77 Pa之间。引丝管内速度在164.82²19.76 m/s之间,气流在渐缩型的输棉通道中加速运动,并在出口处速度值达到384.58 m/s。气流由输棉通道出口处进入转杯,碰撞到滑移面后,在输棉通道出口与转杯滑移面交汇处分成两股反向运动的气流。在相同工艺条件下,当转杯速度为120000 r/min,转杯直径为36 mm时,不同槽型的凝聚槽内压强大小为T型>S型>G型>U型,速度大小为U型>G型>S型>T型;当转杯速度为120000 r/min,转杯直径为42 mm时,凝聚槽内的压强大小为U型>S型>T型,速度大小为T型>S型>U型;当转杯速度为120000 r/min,转杯直径为46 mm时,凝聚槽内的压强大小为U型>V型>T型,速度大小为T型>V型>U型;当转杯速度为120000r/min,凝聚槽型号为T型时,不同直径的凝聚槽内压强大小为T₄6>T₄2>T₃6,速度大小为T₃6>T₄2>T₄6;当转杯速度为120000 r/min,凝聚槽型号为U型时,凝聚槽内的压强大小为U46>U42>U36,速度大小为U36>U42>U46;当凝聚槽型号为T型,转杯直径为46 mm时,在凝聚槽0o²50o区间和290o³60o区间内,不同转速的凝聚槽内压强大小为T₄>T₁₂>T₂0,速度大小为T₂0>T₁₂>T₄。当凝聚槽型号为T型,转杯直径为46mm时,在凝聚槽0o³60o区间内,不同转速的凝聚槽内压强大小为T₂>T_2.5>T₃,速度大小为T₃>T_2.5>T₂。当凝聚槽型号为T型,转杯直径为46mm时,在凝聚槽0o³60o区间内,不同转速的凝聚槽内压强大小为T₂>T_2.38>T_2.76,速度大小为T_2.76>T_2.38>T₂。对棉/氨转杯复合纱和棉/涤转杯复合纱的纺纱工艺进行了单因素实验研究和结果分析,重点将转杯速度对复合纱线性能影响的实验结果与转杯速度对杯内气流场影响的模拟结果结合分析,得到了纱线性能和气流速度之间存在的线性关系。结果指出,当转杯直径为46mm,凝聚槽型号为T型,随着转杯速度的增加,气流速度随之增加,复合纱的断裂强力和条干不匀率也随之增大,断裂伸长率和毛羽值随之减小。当长丝牵伸倍数为3.6,捻系数为460时,转杯速度增加,棉/氨复合纱的断裂强力和条干不匀率逐渐增加,断裂伸长率和毛羽值逐渐减少;当转杯速度为20000 r/min,捻系数为460时,棉/氨复合纱的断裂强力、断裂伸长率、条干不匀率和毛羽值随着长丝牵伸倍数的增加而增加;当转杯速度为20000 r/min,长丝牵伸倍数为3.6时,捻系数增大,棉/氨复合纱的断裂强力和断裂伸长率逐渐增大,条干不匀率和毛羽值逐渐减小。当长丝超喂率为1.11,捻系数为460时,转杯速度增大,棉/涤复合纱的断裂强力和条干不匀率逐渐增大,断裂伸长率和毛羽值逐渐减小;当转杯速度为20000 r/min,捻系数为460时,棉/涤复合纱的断裂强力、断裂伸长率、条干不匀率和毛羽值随着长丝超喂率的增大而减小;当转杯速度为20000r/min,长丝超喂率为1.11,棉/涤复合纱的断裂强力、断裂伸长率、条干不匀率和毛羽值随着捻系数的增加而增加。在棉/氨转杯复合纱和棉/涤转杯复合纱纺纱工艺单因素实验结果的基础上,利用正交设计实验对棉/氨转杯复合纱和棉/涤转杯复合纱的成纱工艺参数进行优化,得到了最佳工艺参数组合。结果表明,棉/氨复合纱的最佳工艺参数组合为:长丝牵伸倍数3.2,捻系数440,转杯速度25000 r/min。棉/涤复合纱的最佳工艺参数组合为:长丝超喂率1.17,捻系数450,转杯速度20000 r/min。