集聚紡紗的凝聚機(jī)理和成紗結(jié)構(gòu)性能的研究.pdf

1、以傳統(tǒng)環(huán)錠紡為基礎(chǔ)的集聚紡技術(shù)因其優(yōu)異的紗線質(zhì)量而得到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注，其產(chǎn)品也受到市場和消費(fèi)者的廣泛歡迎，因此該紡紗技術(shù)的發(fā)展速度很快。但由于集聚紡技術(shù)的發(fā)展歷史較短，對其成紗機(jī)理和紗線結(jié)構(gòu)方面的研究工作還很少。本文在研究分析現(xiàn)有集聚紡設(shè)備的基礎(chǔ)上，對集聚紡技術(shù)的成紗機(jī)理、氣流凝聚和成紗結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。 以德國Suessen公司的Elite系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出氣流凝聚區(qū)的物理模型，用標(biāo)準(zhǔn)к-ε模型和有限容積法對其進(jìn)

2、行數(shù)值計(jì)算，得出凝聚區(qū)的氣流速度場的分布結(jié)果。設(shè)計(jì)制作了氣流凝聚區(qū)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，采用粒子圖像測速(PIV)技術(shù)對模型中的氣流速度場進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)過程中，依次取了三個(gè)測量平面(z=10mm，z=15mm和Z=20mm)和三個(gè)負(fù)壓值(-100pa、-150pa和-200Pa)共9個(gè)工況進(jìn)行測量。測量結(jié)果表明：凝聚區(qū)的數(shù)值模擬結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果比較吻合，即物理模型和計(jì)算模型的應(yīng)用都是正確的，可以采用該模型對集聚紡技術(shù)中的凝聚區(qū)氣流速度場進(jìn)行較深

3、入的研究分析。 模擬分析現(xiàn)有EliTe 集聚紡系統(tǒng)凝聚區(qū)內(nèi)氣流速度場的分布狀態(tài)，總結(jié)出：在斜槽的前端區(qū)域，氣流對纖維須條的凝聚作用較大，而在斜槽的后端區(qū)域，氣流方向與纖維須條軸向之間的夾角較小，因此其凝聚作用較弱。從多個(gè)速度平面上取負(fù)壓斜槽左右邊界線上的速度標(biāo)量值，以分析斜槽邊緣處氣流速度的變化趨勢，從而解釋了集聚紡紗過程中凝聚須條一直沿著斜槽右側(cè)邊緣運(yùn)行的原因。經(jīng)過分析還發(fā)現(xiàn)：牽伸后的纖維須條在沒到達(dá)吸氣斜槽所在的區(qū)域時(shí)，已經(jīng)

4、受到氣流從左右兩側(cè)的推擠作用，因此，從牽伸鉗口到負(fù)壓斜槽之間的區(qū)域并不是無控制區(qū)，纖維須條也會受到良好的控制。 分別模擬并分析了斜槽傾角和負(fù)壓管內(nèi)負(fù)壓值對凝聚區(qū)氣流速度場的影響，得出以下結(jié)論：斜槽傾角是影響纖維集聚狀態(tài)的主要因素，隨著斜槽傾角的增大，斜槽兩側(cè)氣流方向與纖維須條的輸出方向之間夾角的差異變大，斜槽兩側(cè)邊界線上氣流速度的差異也會增加；隨著負(fù)壓值的增加，斜槽周圍凝聚區(qū)的速度值明顯升高，而負(fù)壓值對凝聚區(qū)氣流速度場的分布狀態(tài)

5、沒有明顯的影響。 研究了紡紗過程中張力轉(zhuǎn)移機(jī)理的發(fā)生條件，以此為基礎(chǔ)分析推理出幾何轉(zhuǎn)移機(jī)理的發(fā)生條件。分析研究了傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)和集聚紡技術(shù)中纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理的不同，得出：在傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)中，纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移是張力轉(zhuǎn)移機(jī)理跟幾何轉(zhuǎn)移機(jī)理的綜合；而在集聚紡技術(shù)中，纖維主要按照張力轉(zhuǎn)移機(jī)理進(jìn)行轉(zhuǎn)移。由此總結(jié)出：集聚紡技術(shù)中纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移程度要小于傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)中纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移程度。通過實(shí)驗(yàn)研究分析了須條寬度、紡紗捻度和紡紗張力三個(gè)因素對加捻

6、三角區(qū)形狀尺寸的影響程度，及其對紗線性能的影響。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)出集聚紡和傳統(tǒng)環(huán)錠紡加捻三角區(qū)的區(qū)別：集聚紡加捻三角區(qū)在夾角和長度上都明顯小于傳統(tǒng)環(huán)錠紡的加捻三角區(qū)。對兩種不同的加捻三角區(qū)進(jìn)行了受力分析，得出：傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)中纖維的轉(zhuǎn)移程度應(yīng)當(dāng)大于集聚紡技術(shù)中纖維的轉(zhuǎn)移程度。 以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，計(jì)算并給出一對集聚紡和傳統(tǒng)環(huán)錠紡加捻三角區(qū)實(shí)例。利用該實(shí)例，從加捻三角區(qū)的形狀和尺寸上研究分析出集聚紡加捻三角區(qū)中頭端毛羽的產(chǎn)生幾率應(yīng)當(dāng)

7、小于傳統(tǒng)環(huán)錠紡中頭端毛羽的產(chǎn)生幾率。 用示蹤纖維粗紗和一般粗紗分別紡制了一定量的傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗線和集聚紡紗線，對四種紗線的性能進(jìn)行測試，結(jié)果證實(shí)可以用示蹤纖維粗紗紡得的紗線來研究兩種紗線的結(jié)構(gòu)；用科視達(dá)視頻顯微鏡對示蹤纖維紗線的外觀及紗線內(nèi)部示蹤纖維的分布狀態(tài)進(jìn)行拍照，并利用圖像處理和Matlab編程作出紗線中纖維的三維分布狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)集聚紡紗線中纖維的螺旋線較為規(guī)則，且纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移頻率較低；計(jì)算出集聚紡紗線中纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移系數(shù)小