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湿法纺丝是一种用迷宫腔内压力逐渐减小的饱和水蒸汽作为介质,使缠结的大分子链原丝解缠、舒展,实现均匀可塑性牵伸的纺丝工艺。尽管湿法纺丝技术要求高、工艺流程严格、设备结构复杂,但成品无毛丝、表面光泽好、强度高、取向度好,从而形成高质量成丝,所以该方法广范应用于纺丝界。纺丝过程中原丝所处的饱和水蒸汽环境(压力、温度、速度等)是影响成丝质量的主要因素,这些因素取决于迷宫腔的内部结构,所以对不同结构迷宫减压腔内流场的仿真研究在工程实际应用中具有重要的指导意义。 本文针对某纺丝公司的技术改进方案,依据纺丝原理对不同结构的阶梯式减压迷宫腔内的饱和水蒸汽流场进行仿真研究。主要做了以下工作:第一、依据相关理论和设计手册,对迷宫腔的几何参数和物理参数进行计算;第二、应用计算流体动力学方法,分别对不同结构迷宫腔内的饱和水蒸汽流场进行仿真研究,根据仿真结果,确定了一种减压效果最好的迷宫结构及相关参数;第三、根据仿真结果,设计实验装置,进行了实验研究;第四、对仿真研究和实验研究结果进行了对比分析。 对不同结构的减压迷宫腔内的流场仿真和实验研究的结果,为该类减压迷宫结构的优化以及湿法纺丝技术的改进提供了一定的参考价值。