气流槽聚型长纤维紧密集聚纺纱系统流场模拟与分析

采用SolidWorks软件建立气流槽聚型长纤维紧密集聚纺纱系统集聚区的流场计算模型,然后运用Gambit软件进行网格划分,最后应用Fluent软件对集聚区进行流场模拟和数值计算,得出流场的静压和速度分布规律.研究结果表明:纤维束的干扰或阻挡使凹槽内部的流场速度等高线和压强等高线被分割;x,y和z轴向速度的变化规律各异,且共同完成对纤维束的气流集聚作用;气流负压值不宜过大,避免纤维束被过早吸附造成缠绕影响集聚效果.     

Numerical Computation in Airflow Field of Compact Spinning with Pneumatic Groove

In compact spinning with pneumatic groove,the computational fluid dynamic model,computed with parallel technologies Fluent 6.3,is developed to simulate the flow field in condensing zone with 3D computational fluid dynamic (CFD) technology.Flowing state,distribution rules of static pressure,and velocity in condensing zone are characterized and analyzed.The results show that the fiber bundle in compact spinning with pneumatic groove is compacted by airflow and the shape of the pneumatic groove,and the static pressure in condensing zone is negative,as well as the velocity of airflow in condensing zone is not zero.The fluctuation frequencies of the static pressure and velocity near the bottom of the pneumatic groove are relatively higher,and the number of the fluctuation is equal to that of the round holes in condensing zone.     

气流槽聚型集聚纺纱系统集聚过程及机理分析

为了探讨气流槽聚型集聚纺纱系统的集聚过程和机理,首先分析了集聚过程的气流流动状况,然后利用Matlab模拟了须条在集聚气流场中的运动轨迹,并分析了气流对须条的集聚效果.研究结果表明:须条进入凹槽入口前,只受气流集聚作用,当进入凹槽后,受到气流集聚及凹槽形状集聚共同作用;气流对须条边缘纤维具有集聚作用,吸气负压大小影响气流对须条边缘纤维的集聚宽度;不同厚度须条的纤维受气流作用位置发生变化,在须条截面内发生内外转移现象.     

气流槽聚型紧密集聚纺力矩传递分析

为了探讨气流槽聚型紧密集聚纺纱系统集聚区内的力矩传递,首先分析了集聚区内纺纱张力矩和气流力矩的传递过程,然后分析了纱线自身回转产生的扭矩与纺纱张力矩和气流力矩的关系.研究结果表明:影响力矩传递的主要参数有纺纱张力、吸气负压值等;纺纱张力矩与气流力矩决定捻度是否会越过纤维束与凹槽底部的初始接触点上传至前钳口;适当提高吸气负压值可以缓解纺纱张力.     

Twist Distribution of Fiber Bundle in Compact Zone of Compact Spinning with Lattice Apron

In the compact spinning with lattice apron, twist distribution of the fiber bundle in the compact zone is influenced by the airflow. In order to study the twist change of the fiber bundle in the compact zone,a theoretical model was established and the twist was calculated based on the experimental parameters. Experiments were carried out to verify the theoretical model. Theoretical and experimental results show consistency. The study indicates that the twist distribution of the fiber bundle in the compact zone is related to the tension, the offset angle and the linear density of the fiber bundle.     

Analysis of the Microstructure and Permeability of the Laminates with Different Fiber Volume Fraction

Microstructures of laminates produced by epoxy/ carbon fibers with different fiber volume fraction were studied by analyzing the composite cross-sections. The main result of the compaction of reinforcement is the flatting of bundle shape, the reducing of gap and the embedment of bundles among each layer. The void content outside the bundle decreased sharply during the compaction until it is less than that inside the bundle when the fiber volume fraction is over 60%. The resin flow velocity in the fiber tow is 10^2 - 10^4 times greater than the flow velocity out the fiber tow no matter the capillary pressure is taken into account or not.     

切纵流联合收割机清选室内气流场的模拟仿真

切纵流联合收割机存在损失率大和含杂率高等问题,为分析清选性能较低的原因,对切纵流清选室内气流场分布进行模拟仿真,运用CFD仿真软件对清选室气道气流进行分析.仿真结果表明,清选室内气流在筛面宽度方向呈对称分布,沿筛面高度方向气流速度逐渐减小,沿筛长度方向筛前段气流速度较低,在接近筛中部时气流速度达到最大.并对清选室内气流场进行了测量试验,验证了气流场仿真的准确性.     

Simulation and Analysis of Fiber Motion in Condensing Zone of Compact Spinning with Lattice Apron

To get fiber motion in condensing zone of compact spinning,velocity of this area is achieved by simulation,and then a bead-elastic rod fiber model is established.Based on simulation and dynamic analysis on this zone,governing equations are constructed and Runge-Kutta approach is used.Lastly,trajectories of fibers are calculated by specially designed Matlab procedure according to the^principles mentioned above.Results show that fiber motions at different initial positions are difierent;X-axis velocity component makes fibers gathering on sides of suction slot;Y-axis airflow gets fibers gradually close and then stick to the surface of lattice apron.Fiber motions also reflect that the compact spinning process in condensing zone can bedivided into three parts:fast convergence zone,adjustment convergence zone,and steady convergence zone.     

拉幅定型机烘箱内风道的数值模拟与结构优化

为改善拉幅定型机烘箱内风道的气流分布和喷嘴出口速度不均匀的现象,采用Fluent 14.5软件对风道的流场和压力场进行数值模拟,分析风道的速度矢量图,计算不同位置喷嘴的出口速度.模拟计算结果表明:在风道内等间距安装5块倾斜角为4°的导流板,并调整风道锥角为3°时,可以很大程度改善风道内气流分布和喷嘴出口速度的均匀性,结构优化也较为合理可行.     

基于CFD的气流式皮清机内部流场

利用基于CFD(computational fluid dynamics)的数值分析方式,对进口风速、排杂槽口宽度等参数改变引起的气流式皮清机内部速度场和压力场变化进行了仿真分析.采用速度矢量分析了进口风速的影响:进口风速为15 m/s时最佳,风速过低或者过高都易于引起堵塞;采用了压力云图及压力分布分析了排杂槽口宽度的影响:排杂槽口宽度为20 mm,进口风速为15 m/s时无向外排风现象,且向内补风风速最低,清杂及落棉的综合效果最佳.数值分析结果与试验验证结果相同,表明用CFD数值分析的方式可以为气流式皮清机的运行参数调节提供优化分析.     

网眼罗拉型集聚纺集聚区须条集聚机理分析

为深入研究网眼罗拉型集聚纺系统中纤维须条在流场作用下的运动规律,建立了集聚区域的计算流体动力学(CFD)模型,并运用Fluent软件对该区域的流场进行数值计算,然后建立了纤维微元在气流场中的动力学模型,利用自编的Matlab程序对其进行求解,最后获得了纤维在集聚区的运动轨迹.研究结果表明不同初始位置的纤维运动轨迹能够反映须条的集聚规律;气流的横向作用力能够使须条在集聚方向上发生集聚;上层纤维较网眼罗拉表面的纤维集聚速度快;y轴向气流力使须条贴伏在网眼罗拉表面.     

双模式消声器气流再生噪声试验与仿真

为探究双模式消声器气流再生噪声,搭建了消声器试验台架,采用双传声器传递函数法和消声器静态传递损失法,在不同进口流速下,测量了双模式消声器在阀门关闭和打开状态下出口端气流再生噪声入射声功率和尾管噪声。试验结果表明,阀门打开时气流再生噪声与尾管噪声均降低,出口端气流再生噪声入射声功率最高下降1.1dB,尾管噪声最高下降2.3dB,直接验证了双模式消声器有助于降低气流再生噪声的特点。在试验基础上,建立了双模式消声器三维模型,通过Fluent有限元软件对消声器内部流场进行数值仿真,获得了消声器内部压力、气流流速及湍动能的分布特性。仿真结果表明,阀门打开时消声器内部压力、气流流速及湍动能均比阀门关闭时低。仿真和试验结果基本吻合。     

旋转作用下水平轴风力机气动性能分析

为研究水平轴风力机在大气边界层近地面非定常来流作用下气动耦合特性,建立基于剪切应力传输(SST)湍流模型的计算流体力学(CFD)模型和静力结构模型。为模拟风轮在近地面的气动状态,通过单向流固耦合方法对流场均匀入流风速和旋转效应作用下不同工况进行数值耦合计算,求解风力机流场中的速度场、压力场、结构响应状态以及输出功率,分析对比流场不同方向风力机周围速度变化、表面压力分布、结构应力应变规律、整体变形情况和功率变化。结果表明：在均匀来流和旋转共同作用下,流速和压力主要沿风轮径向变化,沿叶片展向至叶尖速度逐渐增大；整机结构附近有明显的气流扰动变化；停机工况和旋转工况(考虑旋转效应)塔影效应干扰下叶片变形在上下风区波动较大；入流风速大小对风力机输出功率有显著影响。     

高效过滤器送风口扩散孔板的数值模拟与实验

高效过滤器送风口扩散孔板的开孔情况影响着室内流场、室内空气洁净度、洁净室自净时间和扩散板阻力．对GF01-1．0型高效过滤器送风口扩散孔板的开孔情况时室内流场的影响进行了数值模拟，并采用风速仪、激光粒子计数器和微压计分别测量了扩散板开孔变化时室内气流分布、洁净室自净时间和扩散板内静压的影响．结果表明随着开孔率的降低，扩散板的阻力增大．在扩散板扩散越均匀、涡流区和回流区越小的情况下，洁净室自净时间越短．并且在不同的送风量下，形成室内均匀流场的扩散板开孔情况不同，所以高效过滤器送风口扩散孔板宜在额定风量下运行．     

深埋巷道围岩温度场的数值模拟分析

为了研究深埋巷道围岩温度场的分布规律．基于传热学和渗流理论建立了深埋巷道围岩的热扩散数学模型．结合边界条件采用MATLAB对其进行了数值求解，获得了在风流和渗流耦合作用下围岩的温度场和温度矢量分布。研究结果表明，无渗流状态下温度场和温度矢量呈对称分布，风流速度对温度分布有明显的影响，但不改变其对称分布的状态。渗流改变了温度场和温度矢量原有的对称分布的状态，热交换平衡区随着渗流速度的增加，将向顺渗流的方向移动。     

基于双向耦合作用流场中异形筘内纬纱运动稳定性分析

为研究影响柔性纬纱纤维束在异形筘内流场的运动稳定性的因素,解决高速引纬过程断纬问题。考虑气流-纬纱两相耦合作用,通过基于任意拉格朗日-欧拉法建立柔性纬纱-流场耦合控制方程、数值模拟的方法得到了异形筘槽内瞬态流场的分布及纬纱运动特性,并通过高速摄像系统获得纬纱在流场中的位移验证了数值结果的正确性;详细讨论了辅助喷嘴的出口形状及尺寸等参数对纬纱运动特性的影响,结果表明:星形孔辅助喷嘴射流能够快速进入异形筘道与主喷嘴射流汇合,主气流的核心区域最长,引纬速度高,纬纱运动稳定性最好;随着喷孔直径的增大,纤维头端的弯曲变形增大,纬纱运动稳定性变差。可见小直径星型孔更适于高效引纬。     

Condensing Effect of Suction Slot in Compact-Siro Spinning on Fiber Strands

Compact-siro spinning is a new kind of spinning technique which combines compact spinning and siro spinning,and widely put into practice. Based on the airflow data in the condensing zone,it builds the geometrical model of fiber strands,and then the trajectory of single fiber can be got. The difference of trajectory and compact effect of fibers strands is also analyzed in the condensing zone of three different suction slots. By comparing with the data of three different suction slots,it selects the compact-siro spinning suction device whose yarn has the best overall performance. The theory analysis gives foundation and explanation for experiment,and also provides theoretical basis for optimizing the properties of compactsiro yarn in production practice.     

基于FLUENT的高压水射流喷嘴的流场仿真

针对两种不同结构型式的圆锥形喷嘴,利用计算流体力学的方法对高压水射流流场的速度、压力、介质等物理量进行两相流的数值模拟分析,并对两种喷嘴进行比较.结果表明,锥直形喷嘴的长径比在2~3时速度最佳,在长径比取值合适时,短管内会形成负压,射流的边界层主要为水滴,其稳定性取决于韦伯数.     

张氏红山茶叶片适应于环境的解剖特征

张氏红山茶Camellia changiiYe是一年多次开花的植物,它具有全缘、倒卵形的叶,其异面叶具有异型结构的特点:叶的上表皮由1层偶见2层、下表皮由2层细胞组成复表皮,角质膜上覆盖着颇厚、透明的蜡被层;气孔器主要分布在下表皮,气孔口略凹陷,保卫细胞外面常由3个不等大的副卫细胞包围;栅栏组织由1层、偶见2层圆柱状的细胞组成;海绵组织多数,常见首尾相接连成网状;叶脉维管束由纤维细胞组成的扁圆形的维管束鞘包围,维管束鞘两端开放,小脉维管束鞘则由薄壁细胞组成;中脉的维管束鞘外具有多层的基本组织细胞,在接近表皮处基本组织中有大型的石细胞,在下表皮紧靠复表皮处分布石细胞带,带宽1～3个细胞,石细胞外形不规则,分枝粗短或不分枝;石细胞带的内侧为海绵组织细胞。张氏红山茶叶片解剖结构特征表明它是旱生性的中生植物,具有适应强阳光生长的生态习性。     

煤样巴西劈裂试验声发射能量幂律分布规律

为了研究煤拉伸破坏过程中声发射能量分布规律,以及采用平均场理论的纤维束模型在煤拉伸破坏过程中声发射特征数值模拟的适用性,对原煤进行不同加载速率下的巴西劈裂试验.结果表明,煤样抗拉试验中声发射能量概率密度分布符合幂律分布,其幂律分布指数与平均场理论模型的预测分布指数相近;不同时间区间的声发射能量概率密度分布也满足幂律分布;试验结果与采用平均场理论纤维束模型数值模拟结果相符,为纤维束模型参数确定提供了依据.