传统环锭纺纱技术由于纺纱三角区的存在,使纱线的毛羽增多,严重影响了纱线及其终端产品的质量,难以满足人民日益增长的物质文化生活的需求。紧密集聚纺纱技术的诞生,成功地解决了纱线毛羽的问题。紧密集聚纺技术是在传统环锭纺系统的前牵伸罗拉和纱线形成区间增加了一个中间集聚区,并利用集聚装置使输出比较松散的须条纤维进行横向集聚,从而使加捻三角区减小,纱线毛羽减少、纱条紧密、纱线强力提高的一种纺纱技术。本文以网眼罗拉型紧密集聚纺系统为研究对象,对该设备集聚区的流场分布及须条在集聚过程中须条的运动情况进行研究,从而探明了集聚区的须条集聚机理,并通过实验测定纱线性能以及与相同条件下的传统环锭纱的纱线性能进行对比来验证模拟结果的正确性。首先,运用计算流体动力学CFD软件Fluent对网眼罗拉型紧密集聚纺系统集聚区的流场分布情况进行模拟,并分别讨论了在特定压强下不同纤维层上的流场速度分布特征和不同纺纱负压下同一位置处的流场变化特征。结果表明:特定的负压条件下,须条集聚方向的流场速度大小与在网眼罗拉上方纤维层的高度成正相关趋势;不同纺纱负压条件下,同一位置处的流场速度随负压的增大而增大。其次,运用MatLab工具对集聚区纤维的运动轨迹及须条的集聚规律进行模拟,并分别讨论了负压、网眼罗拉表面摩擦因数与须条集聚效果的相关关系。结果表明:网眼罗拉型紧密集聚纺须条的集聚过程可以分为快速集聚、调整集聚、完成集聚三个阶段。在特定负压条件下,网眼罗拉表面摩擦因数与集聚效果呈负相关趋势,即存在能使须条达到较好集聚效果的临界表面摩擦因数。在变负压条件下,须条完全集聚时所需要的网眼罗拉临界表面摩擦因数随负压的增大而相应增大。理论上,降低临界表面摩擦因数就可以较低的负压条件下完成集聚,降低能耗,但这同时会使生产成本提高。因此,在实际生产中合理选择负压、网眼罗拉表面摩擦因数,使能耗和生产成本趋于平衡,对于获得“低能耗、低成本、高品质”的紧密集聚纺纱线具有重要的指导意义。最后,选取特定负压,通过对相同前纺工艺条件下纺得的相同细度和捻度的网眼罗拉型紧密集聚纺纱线与传统环锭纺纱线结构和性能进行对比实验。结果表明:网眼罗拉型紧密集聚纺纱线具有较大的体积密度,纤维在纱中的结构更加紧密,纱线加捻螺旋结构更加清晰,纱线表面更加光滑,毛羽少。由于网眼罗拉型紧密集聚纺纱线的上述结构特点,使得其与传统环锭纺纱线相比具有较高的断裂强度、耐磨性和弯曲性能。通过对网眼罗拉型紧密集聚纺系统集聚区流场的数值模拟,使集聚区流场的速度分布可视化;通过对集聚区须条集聚效果的模拟,使宏观对象微观化;通过对纱线性能的对比研究,得出了气流对纤维须条性能的研究。本课题的研究对网眼罗拉型紧密集聚纺系统的改造具有重要的理论指导意义。