【摘要】：印染熱定型是紡織品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一道重要的工序,熱定型工序主要針對印染前處理后出現(xiàn)的經(jīng)向伸長,緯向收縮,緯紗歪斜的問題。熱定型工藝?yán)酶邷馗咚贇饬鲗椢镞M(jìn)行烘干熨燙,使織物獲得穩(wěn)定的尺寸,消除表面的褶皺。印染熱定型工藝機(jī)理與多孔介質(zhì)干燥過程類似,受多種因素共同作用,包括外部環(huán)境(氣流溫度,氣流速度,相對濕度等),材料屬性(孔隙率,密度,導(dǎo)熱系數(shù),比熱容等)。外部環(huán)境由熱定型機(jī)風(fēng)道結(jié)構(gòu)參數(shù)(風(fēng)道整體尺寸,擋板結(jié)構(gòu),噴嘴布局)及工藝參數(shù)控制。本文通過數(shù)值計算的方法對多孔織物干燥過程中的影響因素進(jìn)行展開了研究,以單噴嘴條件下的多孔純棉織物干燥過程為計算對象,說明不均勻熱流邊界條件下的工藝參數(shù)對多孔織物氣流干燥的影響。并通過實驗驗證了物理模型及數(shù)值結(jié)果的可靠性,本文研究的主要內(nèi)容與結(jié)論如下:1)介紹了多孔介質(zhì)的一般性干燥過程及特點(diǎn)。并基于多孔織物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和擴(kuò)散干燥理論建立了多孔織物氣流干燥的數(shù)學(xué)模型。2)應(yīng)用上述模型計算了單噴嘴純棉織物的干燥過程,控制變量包含溫度及水的摩爾濃度。計算得到的干燥溫度具有預(yù)加熱階段,恒速干燥段,降速干燥段所對應(yīng)的特點(diǎn),符合一般多孔介質(zhì)氣流干燥的干燥特點(diǎn)。計算了不同干燥工藝參數(shù)(氣流速度,氣流溫度,噴嘴與織物間的間距,初始含水率)對干燥過程的影響,并分析了不同參數(shù)對干燥過程的影響機(jī)理及特點(diǎn)。提高溫度及速度均能提高加快蒸發(fā)速率,但方式不同,提升氣流速度通過改變對流換熱系數(shù)提高蒸發(fā)速率;提升氣流溫度通過改變織物與環(huán)境的水蒸氣濃度差來提高蒸發(fā)速率�？椢锱c噴嘴間的間距通過影響對流換熱系數(shù)的分布影響織物干燥過程。含水率越高,對應(yīng)的織物表面濕度越高,因此蒸發(fā)速率越高。但蒸發(fā)所需時間仍由含水率決定,初始含水率越高,織物干燥所需時間越長。3)通過實驗對干燥過程中的織物溫度分布及溫度隨時間的變化情況進(jìn)行測量,分析了單噴嘴條件下的織物干燥特點(diǎn)。驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,并分析了實驗結(jié)果與計算結(jié)果差異產(chǎn)生的原因。4)對印染定型機(jī)風(fēng)道中的噴嘴擋板結(jié)構(gòu)及噴嘴的布局進(jìn)行數(shù)值仿真計算并分析,計算結(jié)果說明半包圍擋板較全包圍擋板能夠獲得干燥效果較好的氣流方向角,噴嘴擋板形狀對噴嘴出口間流量均勻性及速度方向角均勻性無明顯影響。錯排噴嘴結(jié)構(gòu)通過與風(fēng)道側(cè)壁面的相互作用,進(jìn)而影響風(fēng)道噴嘴出口氣流速度方向角,流量分布。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS195.41
【圖文】：

圖 1.1 Santashrink super junmbo 示意圖[43]1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀徐軍[45]-[46]等對三種不同噴嘴形狀（圓形、方形及條縫形）的風(fēng)道流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對不同噴嘴形狀的應(yīng)用場景進(jìn)行了分析。吳成成[47]研究了風(fēng)道擋板高度（2.5mm-15mm）對風(fēng)道出口氣流方向角及流量特性的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)擋板高度為 7.5mm 時，噴嘴出口斷面速度角最接近 90°。代建武[48]等提出了干燥機(jī)氣流分配室的 3 種優(yōu)化改進(jìn)方案，并對其內(nèi)部流場進(jìn)行了模擬，研究結(jié)果表明，平板擾流模型。宋樹權(quán)等[49]對熱定型風(fēng)道內(nèi)流場進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，研究了均風(fēng)網(wǎng)開孔率對熱定型腔內(nèi)流場及溫度場分布的影響，結(jié)果表明當(dāng)熱定型機(jī)內(nèi)風(fēng)道噴嘴的開孔率為 5%時，腔內(nèi)溫度均勻性較好。劉佳[50]利用 FLUNET研究了定型機(jī)結(jié)構(gòu)對氣流均勻性的影響，優(yōu)化了風(fēng)道內(nèi)的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)及其布置，風(fēng)道錐角。香港的 Wan[51]對紡織品在熱定型機(jī)內(nèi)的干燥過程進(jìn)行了分析，分析了條形結(jié)構(gòu)噴嘴對同一種類織物干燥規(guī)律的影響，并提出了針對條形噴嘴的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 印染熱定型織物干燥機(jī)理建模及實驗研究1）對織物干燥過程進(jìn)行建模，并利用 FLUENT/COMSOL 耦合計算單噴嘴條件下不同干燥工藝參數(shù)下織物干燥過程，分析工藝參數(shù)對干燥過程的影響機(jī)理。2）通過實驗驗證數(shù)學(xué)模型的可靠性，并分析導(dǎo)致計算結(jié)果與實驗結(jié)果存在差異的因素。3）通過對不同噴嘴擋板結(jié)構(gòu)的風(fēng)道數(shù)值模擬，分析說明結(jié)構(gòu)參數(shù)對噴嘴出口氣流特性的影響。根據(jù)上述的研究內(nèi)容對織物定型工藝優(yōu)化提供理論參考。本文研究思路流程如圖 1.2 所示。

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本文編號：2714627