多激励射流作用下的纤维束气力传输机理研究
批准号:
51576180
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
金玉珍
依托单位:
学科分类:
多相流热物理学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
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
中文摘要
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。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。
英文摘要
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。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。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
纺织学报
影响因子:
--
作者:
[金玉珍, 胡小冬, 林培锋, 胡旭东]
通讯作者:
胡旭东
DOI:
10.13475/j.fzxb.20180400306
发表时间:
2019
期刊:
纺织学报
影响因子:
--
作者:
[广少博, 金玉珍, 祝晓晨]
通讯作者:
祝晓晨
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Thermal Science
影响因子:
2.5
作者:
[Jin Yuzhen, LI Xiangdong, JIANG Shunwei, CUI Jingyu, CUI Jingyu]
通讯作者:
CUI Jingyu
Numerical simulation of fiber conveyance in a confined channel by the immersed boundary-lattice Boltzmann method
浸入边界格子玻尔兹曼法对受限通道中纤维输送的数值模拟
DOI:
10.1016/j.euromechflu.2019.04.010
发表时间:
2019-07
期刊:
European Journal of Mechanics - B: Fluids
影响因子:
--
作者:
[Cui Jingyu, Lin Zhe, Jin Yuzhen, Liu Yang]
通讯作者:
Liu Yang
DOI:
10.1080/00405000.2017.1357938
发表时间:
2018-04
期刊:
Journal of the Textile Institute
影响因子:
1.7
作者:
[Jiang Shunwei, Jin Yuzhen, Hu Xiaodong, Cui Jingyu, Jin Yingzi]
通讯作者:
Jin Yingzi
共 11 条
液氢泵内非定常空化机理研究
-
批准号:D25E060001
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2025
-
负责人:金玉珍
-
依托单位:
细丝线在高速间歇气流场中的运动特性及失稳机理研究
-
批准号:52376034
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:51万元
-
批准年份:2023
-
负责人:金玉珍
-
依托单位:
旋转湍流场作用下气流与纤维间的耦合机理研究
-
批准号:51976200
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:金玉珍
-
依托单位:
高速射流引纱的流动与运动耦合特性研究
-
批准号:51006090
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:金玉珍
-
依托单位:
国内基金
海外基金