喷射式绞纱染色机分流器均匀性的研究与优化.pdf

《喷射式绞纱染色机分流器均匀性的研究与优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、喷射式绞纱染色机分流器均匀性的研究与优化木口张海亮1,2口郑吉1,2口骆欢1．浙江工业大学机械工程学院杭州3100142．浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术重点实验室杭州310014摘要：针对现有的大容量喷射式绞纱染色机存在的出口流量分配不均匀的问题，利用Fluent软件对分流器内部流场进行模拟．结合多孔管流量分配理论对出1：7流量分配不均匀的原因进行分析，指出选择合适的斜面个数和斜率是提高分流器出12"流量均匀性的有效措施，改进后的分流器分流均匀性得到显著提高，并且所做的改进不会对染色机其它结构产生影响．迭到了预期的优化目的。关键词：喷射式绞纱染色机分流器均匀性Fluent中图分

2、类号：TS193．32．1文献标识码：A文章编号：1000—4998(2013)12—003卜04喷射式绞纱染色机是目前大部分印染企业在对绞因此，对影响分流器均匀性的因素进行研究，并对结构纱进行染色时所采用的设备，由染槽、多孔喷管、分流存在的问题进行改进是十分有必要的。装置、传动装置、循环泵等部分组成(如图1所示)。染1多孔管流量分配理论色时，将绞纱分别套在并列的多孔喷管上，用泵将染液从染槽送入多孔喷管中，染液从喷管的细孔喷淋于绞在给排水、化工、电力、通风等领域中，往往需要纱上。与此同时，由于回转装置带动喷管一起转动，可一种均匀分布气体或液体的装置，它由一根总管和与使套挂在喷管上的绞纱

3、渐渐转动而达到均匀染色的目总管侧面连接的一排或若干排支管组成。支管可以是的。具有相当长度的管道或喷嘴，也可以仅仅是小孑L，总管缸差问题是间歇法染色的一大通病。为此，设备制的横截面可以是圆形、方形、椭圆形等。这种总流被分造企业设计开发了大容量的多喷管绞纱染色机，可以流为多束分流的流动过程称之为分支流。多孑L管就是达到80～1O0管，以求大幅度地降低缸差的发生概率，典型的将主流经侧壁小孑L沿轴向流道均匀地流出的分甚至在一定程度上消除缸差。然而，新开发的大容量喷配装置

4、2J。所以染色机分流器的流量分配问题属于多射式绞纱染色机，虽然克服了缸差问题，但是大容量的孑L管流量分配领域。多喷管染色机会

5、导致各喷管的流量分配不均，从而造在等直径主管上等间距开设等孔径的支管，流体成管差问题，成为该类大容量染色机需要重点克服和流经主管的沿程压强变化如图2所示。从图2可见，流解决的一个专题[。体流经等直径的多孔管，其压强的一涨一落不能回复在染色机染色过程中，分流器对染液分配的均匀到原来的值，因而流体流经沿程各支管的流率亦随之性直接决定了改变[。多孔喷管喷出在多孔管流或分支流内．流体在流动过程中质量染液的均匀不断减少。管内压力变化受摩擦和动量交换的双重影性．从而影响响。主流流体由于侧孔出流而流速减小，流速的减小使纱线与染液的接触率，使纱线产生色花、色差等质量问题．并且降低生产效率．影响企业效益

6、。浙江省重点科技创新团队资助(编号：2O1OR50o02)浙江省公益技术研究资助(编号：2010C31056)收稿151期：2013年7月机械制造51卷第592期2013／12流体的部分动能转化为静压能，导致流体沿流动方向示。几何模型中各部分尺寸和位置同实际分流器完全的压力升高：另一方面，管壁摩擦阻力将使流体沿流道相同。模型以结构性网格为主，部分结构复杂区域采用产生压力损失，导致压力降低。所以，如果适当地调整非结构网格，网格数为40多万个。数值计算按照维流动参数或分支管结构，使流道内由于侧孔出流产生k-e湍流模型进行求解，视分流器内流体为常温、常压的压力升高和由于摩擦阻力产生的压力降低

7、相平衡，水，密度和黏度为常数。入口边界条件为速度入口．速那么沿管轴线得到均匀的静压分布是可能的。度大小经实际流量换算后为1．5in／s：出口边界条件为影响多孔管流动机理的因素有很多，主要包括：主压力出口，大小均设为标准大气压。入口湍流强度为管管长、主管截面形状、首段压强、流体性质、孔径、开3．03％．水力直径为404mm。孔方式、孔间距和管道粗糙度等。在设计中，为不影2．2出口的质量流量分布及原因分析响染色机的其它结构，采用改变主管截面形状来达到网5为原分流器38个出口对应的质量流量分布出口流量均匀分配的目的。笔者采用Fluent软件对变图．从图中可以看出，中间的20个出口流量分布比较

8、截面主管内的流动情况进行模拟，进而指导其截面参均匀．再往两侧，流量先降低后增大，增大的斜率逐渐数的设计和优化。变大。为了对影响出口流量分布不均的原因进一步进行2对分流器进行模拟及分析分析．先对等截面主管内流体的流动情况及出口的流笔者针对现有的80管大容量双层喷射式绞纱染量进行模拟和分析。选取主管为等截面矩形管道，尺寸色机所存在的分流器流量分配不均匀的问题进行研为13120mmx380mmx110mm(长x宽x高)，壁厚2．5究．采用Fluent