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集聚纺集聚区气流流动规律及集聚效果的数值研究
摘要：
本文针对集聚纺及集聚区气流流动规律及集聚效果进行了数值研究。采用计算流体力学（CFD）模拟方法建立了集聚纺和集聚区气动模型，并根据模型结果分析了气流流动规律和集聚效果。研究表明：集聚纺的设计方案对气流流动规律和集聚效果具有较大的影响，合理地设计集聚纺能够显著提高集聚效果。此外，气流流动规律对集聚效果也有很大的影响。本研究结果可为集聚纺及其应用提供理论支持和技术指导。
关键词：计算流体力学；集聚纺；气流流动；集聚效果
Abstract:
Thispaperstudiesonthenumericalsimulationoftheairflowcharacteristicsandcollectioneffectinthecollectionspinningandcollectingarea.TheCFDsimulationmethodisusedtoestablishtheaerodynamicmodelofthecollectionspinningandcollectingarea,andtheflowcharacteristicsandcollectioneffectareanalyzedaccordingtothemodelresults.Theresultsshowedthatthedesignschemeofthecollectionspinninghadasignificantimpactontheflowcharacteristicsandcollectioneffect,andreasonabledesigncouldsignificantlyimprovethecollectioneffect.Inaddition,theflowcharacteristicsofairhadagreatimpactonthecollectioneffect.Theresultsofthisstudycanprovidetheoreticalsupportandtechnicalguidanceforthecollectionspinninganditsapplication.
Keywords:ComputationalFluidDynamics;Collectionspinning;Airflowcharacteristics;Collectioneffect
正文：
1.引言
集聚纺是一种新型的纺织技术，它可以在纤维生产过程中将极细的纤维转化为纺织线，从而增加了纤维的利用率和纺织线的质量。目前，集聚纺在纺织工业中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。然而，集聚纱纺织工艺的产生离不开集聚区的设置，而集聚区气流流动规律和集聚效果对集聚纱的质量和生产效率具有很大的影响。因此，对集聚纺及集聚区气流流动规律和集聚效果的研究对提高集聚纺质量和生产效率具有重要的意义。
2.建立集聚纺和集聚区气动模型
在本研究中，采用计算流体力学（CFD）模拟方法，根据集聚区的实际情况，建立集聚纺和集聚区气动模型，并利用Fluent软件对模型进行数值模拟。建立的模型如下图所示：
（图1：集聚纺和集聚区气动模型图）
根据模型中的几何参数和流体参数，进行网格划分、边界条件设置和离散化求解，得到了模型的流动场和流速分布等重要参数。
3.气流流动规律分析
3.1集聚纺设计方案对气流流动规律的影响
在集聚纱的生产过程中，合理的集聚纺设计方案对气流流动规律具有重要的影响。本研究中，对两种集聚纺设计方案进行了比较分析。
（图2：两种不同集聚纺设计方案的模型图）
结果表明，采用设计方案2的集聚纺能够有效地改善气流流动规律。具体来说，设计方案2采用了更为合理的辅助设备，在气流流动的过程中能够更好地控制气流的速度和方向，从而改善了纤维的集聚效果。
3.2集聚区气流流动规律分析
除了集聚纺设计方案，集聚区气流流动规律对集聚效果也有很大的影响。本研究利用CFD模拟方法，对气流在集聚区内的流动进行了分析。
（图3：集聚区内气流流动图）
从上图中可以看出，在集聚区中气流流动特点较为复杂。气流的速度和方向在不同位置的变化较为明显，同时还存在较强的湍流现象。这表明集聚区气流流动规律对于纤维的集聚效果具有重要的影响。
4.集聚效果研究
为了研究集聚效果，本研究采用了不同纺丝速度和进风速度下的模拟实验。实验结果如下：
（图4：不同纺丝速度和进风速度下的集聚效果对比图）
从图中可以看出，在合理的集聚纺设计方案和气流流动规律下，集聚效果随着纺丝速度和进风速度的增大而逐步提高。然而，当纺丝速度和进风速度达到一定值时，集聚效果的提高趋势逐渐趋于平缓。这表明，在确定好纺丝速度和进风速度的同时，合理地设计集聚纺和控制集聚区气流流动规律能够显著提高集聚效