基于CFD的細紗機吸棉笛管流場分析與改進優化

徐曄 韓冬桂 劉芳 燕怒

摘 要：細紗是紡紗生產的最后一道工序，其清潔系統性能的高低對紗線質量有著重要影響。針對吸棉笛管工作效率不足問題，基于計算流體動力方法（CFD），采用三維κ-ε湍流模型，利用Ansys Fluent軟件對吸棉笛管內腔氣流場進行了仿真計算。結果表明：現有吸棉笛管中x方向運動氣流主要集中于靠近后壁面區域，通過吸口的氣流垂直沖擊壁面后造成較大的氣流阻滯區域和氣流渦流區域。采用不超過26°角度導流孔對氣流場有一定的改善，增加了氣流向中間尾管x方向分量速度，提高了流出尾管氣流流量，減少了氣流垂直沖擊壁面造成的動能損失。

關鍵詞：吸棉笛管；氣流場；數值模擬；CFD；傾角

中圖分類號：TS112.8

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2018）04-0083-05

Abstract：Fining yarn is the last process of spinning yarn. The performance of cleaning system plays a great role for yarn quality. For the low working efficiency of suction tube， Ansys Fluent software was used to conduct simulation of airflow field of cotton suction tube by computational fluid dynamics method （CFD） and 3D k-ε model. Results indicate that the movement of airflow in the x direction mainly concentrated near the rear wall area. The larger airflow blocking area and airflow swirl area were caused after the airflow through the suction vertically impacts the wall. When the diversion hole with the angle no greater than 26° was applied， the airflow field was improved to certain degree， and x direction component speed of air flow towards the middle tail tube was accelerated. In addition， outflow of tail air increased， and the kinetic energy loss caused by the vertical impact wall decreased.

Key words：suction tube； airflow field； numerical simulation； CFD； angle of inclination

細紗是紡織工序中關鍵的一步，其產出的紗線質量直接關系到成品紡紗的品質好壞[1]。紗線在紡紗過程中被牽伸、加捻、卷繞，纖維在受到加捻外力和相互卷繞摩擦力中容易受到損傷，產生斷頭、雜屑、飛花[2]。吸棉笛管在高壓風機提供負壓動力下，對加捻工作區域提供穩定的吸風氣流如圖1所示。但是在實際生產中，通常一臺細紗機左右兩邊各有數百個錠子，兩側吸棉笛管一字排開，與中央風管相應部位連接。由于較長的中央風管造成負壓部分損耗，存在著中央風管末端處相對于始端供給吸棉笛管的負壓減小問題，進而使得管內吸入空氣流量下降。這導致了吸口堵塞和斷頭不能及時被吸走，出現纖維在皮輥、羅拉纏繞現象[3-4]。……