多激励射流作用下的纤维束气力传输机理研究

基本信息
批准号:51576180
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:金玉珍
学科分类:
依托单位:浙江理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘宜胜,魏义坤,向忠,胡小冬,崔靖渝,李相东,包西平,章宇
关键词:
气固两相流动颗粒运动湍射流气力输送纤维束
结项摘要

As a basic material, fiber bundles are widely used in construction, shipbuilding, chemical pipelines, automotive, aerospace, wind power generation and some other fields. At present, the weaving of fiber bundles mainly depends on pneumatic conveying. Under the effect of multiple incentive jet, the fiber bundles pass through a constricted passage consists of reeds and warps in 30-60 ms to complete its pneumatic transfer process. However, the unresolved yet crucial problems of mathematical model constructing of the fiber bundles and the coupling mechanism between the incentive jet flow and fiber bundle are still great obstacles for the development of fiber bundles’ pneumatic conveying, especially in quality and efficiency. This study focuses on the air- fiber bundle coupling within the weft insertion channel of the air-jet looms. Theoretical analysis combined with experimental study is performed to build the air-solid coupling mathematical model and its two-way coupling numerical method. Furthermore, numerical simulation combined with experimental study is taken to learn the characteristics of the multi-jet excitation field as well as the pneumatic transmission characteristics of the fiber bundle in jet field. At last, this research build up a mapping relationship between jet flow parameters and the motion characteristics of fiber bundle, which provides a theoretical basis and technical foundation for high-performance fiber bundles weaving.

纤维束材料作为基础材料被广泛应用于建筑、船舶、化工管道、汽车、航空、风力发电等领域。目前纤维束主要采用气力输送进行织造,在多个激励射流作用下在30--60毫秒内通过由异型筘和经纱构成的狭小通道完成气力传输过程。但由于纤维束运动数学模型和激励射流场与纤维束之间的耦合作用机理等关键科学问题没有得到有效解决,极大地制约了纤维束气力传输质量和效率。本研究拟以喷气织机引纬流道内的纤维束-气流耦合运动为研究对象,通过理论分析和实验研究,建立气固两相耦合数学模型及气固双向耦合数值计算方法,通过数值模拟和实验研究对多激励射流场特性、纤维束在射流场中气力传输特性开展研究,建立射流场流动参数与纤维束运行特性之间的映射关系,为高性能纤维束织造提供理论依据和技术基础。

项目摘要

纤维束材料作为基础材料被广泛应用于建筑、船舶、化工管道、汽车、航空、风力发电等领域。纤维束主要采用气力输送进行织造,它在多个激励射流作用下通过由异型筘和经纱构成的狭小通道完成气力传输过程。本研究从纤维束运动数学模型和激励射流场与纤维束之间的耦合作用机理入手,通过理论分析和实验研究,建立气固两相耦合数学模型及气固双向耦合数值计算方法,通过数值模拟和实验研究对多激励射流场特性、纤维束在射流场中气力传输特性开展研究,建立射流场流动参数与纤维束运行特性之间的关连,优化引纬关键部件的结构,为提高纤维束气力传输质量和效率提供理论支撑。项目主要研究成果包括:(1)建立了气固两相耦合数学模型及气固双向耦合计算方法,数值模拟纤维束运动过程;(2)研究主喷嘴、异形筘、辅助喷嘴等关键部件对引纬气流场特性的影响,得到优化的流动参数范围;(3)研究多激励射流场中纤维束气力传输特性,得出主喷嘴、辅助喷嘴、异形筘之间位置设置、喷嘴输入气压等参数对纤维束气力传输特性的影响,提出引纬关键部件的优化结构参数。通过研究共发表期刊论文10篇,其中SCI检索7篇,EI检索2篇;获得发明专利5项,实用新型专利1项;培养硕士研究生6名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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