气流引纬流场的数值模拟与优化设计.pdf

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1、学校代码：10255学号：2140111东华大学气流引纬流场的数值模拟与优化设计NUMERICALSIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFWEFTINSERTIONFLOWFIELDOFAIR-JETLOOM专业：纺织材料与纺织品设计作者姓名：钱怡指导老师：薛文良答辩日期：2017年1月6日东华大学硕士学位论文东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容

2、负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2017年1月6日东华大学硕士学位论文东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密√。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：2017年1月5日日期：2017年1月5日东华大学硕士学位论文东华大学钱怡硕士学位论文答辩委员会成员名

3、单姓名职称职务工作单位备注于伟东教授答辩委员会主席东华大学陈廷教授答辩委员会委员东华大学覃小红教授答辩委员会委员东华大学王妮副教授答辩委员会委员东华大学阳玉球副教授答辩委员会委员东华大学张弘楠讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学硕士研究生论文摘要气流引纬流场的数值模拟与优化设计摘要气流引纬是以空气为载体，利用气流喷射成束的特性将纬纱引入梭口的过程。气流引纬的优势主要体现在速度快、入纬率高，是四种无梭织机中速度最高的织机。喷气织机在保持其高速优势的同时，品种适应性也持续得到提高，可织造织物的品种范围扩大，加工的织物质量不断提高，其微电控制的技术水平和光机电一体化程度也是四种无梭织机中最高的。目前

4、，喷气织机的发展速度在四种无梭织机中居于首位，成为无梭织机中发展最快的机种。由于缺乏系统的理论分析和完整的实验方法，喷气织机长期依赖进口，一直是行业攻关的难点之一。本文首先对引纬气流的特性进行了分析，将引纬气流定义为可压缩粘性定常湍动流动，并根据其流动特性，建立相应的力学模型和物理模型，运用物理学基本定律建立了引纬气流的控制方程，为引纬流场的数值模拟提供了理论基础。为分析喷气织机引纬流场的流动特性，本文使用商用计算流体软件Fluent对气流引纬流场进行数值计算。本课题还搭建了喷气织机气流引纬流场的试验台，对筘槽内的气流流速进行了测量，从而对数值模拟结果进行验证。对两种不同喉部结构的主喷嘴流场

5、数值模拟结果表明：具有亚音速-超音速喷管喉部结构的主喷嘴B较具有亚音速喷管喉部结构的主喷嘴A导纱管出口速度平均提高10.85m/s，在纬纱引纬区的回流现东华大学硕士研究生论文摘要象明显减弱，在相同的供气压力下，具有更高的气流牵引力，但耗气量较高。对单圆孔辅助喷嘴与三种不同锥度的锥孔辅助喷嘴流场数值模拟结果表明：在相同的供气压力下，锥孔辅助喷嘴射流衰减速度略慢于单圆孔辅助喷嘴，在相同的射程处，气流速度由大到小依次为：锥角30°>锥角60°>锥角45°>单圆孔。锥形孔辅助喷嘴相比单圆孔辅助喷嘴具有更好的气流方向性和集束性，且耗气量更低。在相同的供气压力下，耗气量从大到小依次为：单圆孔>锥角30°

6、>锥角45°>锥角60°。主喷嘴、辅助喷嘴与异形筘的合成流场数值模拟与实验测试结果表明：气流引纬合成流场采用Renormalization-group(RNG)k-ε模型和可缩比例壁面函数（scalablewallfunctions）的模拟结果更加符合实验结果。气流引纬流场可以分作两部分：一部分是主喷嘴、辅助喷嘴与异形筘的合成流场；另一部分是多个辅助喷嘴与异形筘的合成流场，且多个辅助喷嘴与异形筘的合成流场可以看做单个辅助喷嘴与异形筘合成流场的叠加。主喷嘴外流场喷射气流仅对第一个辅助喷嘴流场的气流速度略有影响，使得第一个辅助喷嘴流场气流速度略有增加。筘槽内不同测量位置气流速度的模拟结果表明，筘

7、槽内气流涌向筘槽的内壁和上壁。关键词：气流引纬；主喷嘴；辅助喷嘴；喷气织机；数值模拟东华大学硕士研究生论文ABSTRACTNUMERICALSIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFWEFTINSERTIONFLOWFIELDOFAIR-JETLOOMABSTRACTWeftinsertioninair-jetloomisoperatedbyhighspeedairjetsemittedbyama