印染熱定型機(jī)風(fēng)道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

吳成成

摘要：現(xiàn)有印染熱定型機(jī)楔形斜面風(fēng)道結(jié)構(gòu)，在織物烘干過(guò)程中往往存在因噴嘴噴出氣體流量不均勻而導(dǎo)致熱定型中織物整體干燥不均勻、熱定型干燥效率低、定型后織物的手感豐富性差等問(wèn)題。本文提出了一種曲面風(fēng)道構(gòu)造方法，構(gòu)造出來(lái)的曲面風(fēng)道能夠有效改善現(xiàn)有楔形斜面風(fēng)道噴嘴氣體流量不均勻現(xiàn)象。從而保證織物在熱定型過(guò)程中幅寬范圍內(nèi)的干燥均勻性，提升熱定型干燥效率，提高織物定型質(zhì)量。

Abstract： The wedge-shaped inclined air duct structure of existing printing and dyeing heat setting machine often has some problems in the process of fabric drying， such as uneven air flow from nozzle， low drying efficiency and poor handle richness. This paper proposes a method for constructing a curved air duct. The constructed curved duct can effectively improve the uneven gas flow of the existing wedge-shaped inclined air duct nozzle， so as to ensure the drying uniformity of the fabric in a wide range during the heat setting process， improve the heat setting drying efficiency， and improve the quality of the fabric setting.

關(guān)鍵詞：印染熱定型機(jī);風(fēng)道結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì);曲面風(fēng)道

Key words： printing and dyeing heat setting machine;air duct structure;optimized design;curved air duct

中圖分類(lèi)號(hào)：TS195.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）27-0107-03

0? 引言

印染熱定型是織物生產(chǎn)后整理工藝中的一道極其重要的工序，此種工序決定著織物的質(zhì)量和特性[1]。印染熱定型機(jī)是織物熱定型的主要設(shè)備，其體積較為龐大、耗能較高。其中印染熱定型機(jī)烘房?jī)?nèi)風(fēng)道的結(jié)構(gòu)對(duì)于定性機(jī)的能耗以及織物質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用，因此分析研究風(fēng)道結(jié)構(gòu)對(duì)織物質(zhì)量以及定型機(jī)能耗的影響顯得尤為重要。

目前我國(guó)可查詢(xún)到的單純有關(guān)印染熱定型機(jī)烘房?jī)?nèi)風(fēng)道結(jié)構(gòu)的研究文獻(xiàn)較少，絕大部分的文獻(xiàn)都在模擬分析定型機(jī)腔內(nèi)的流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的情況，如張軍等[2]對(duì)短纖維鏈板式松弛熱定型機(jī)腔內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析;宋樹(shù)權(quán)等[3]針對(duì)松弛熱定型機(jī)腔內(nèi)的三維流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，仿真分析了不同開(kāi)孔率的均風(fēng)網(wǎng)對(duì)氣流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的影響。劉佳等[4]針對(duì)拉幅定型機(jī)烘箱內(nèi)窄縫型噴嘴風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真，本文提出了一種曲面風(fēng)道構(gòu)造方法，構(gòu)造出來(lái)的曲面風(fēng)道能夠有效改善現(xiàn)有楔形斜面風(fēng)道噴嘴氣體流量不均勻現(xiàn)象。從而保證織物在熱定型過(guò)程中幅寬范圍內(nèi)的干燥均勻性，提升熱定型干燥效率，提高織物定型質(zhì)量。

1? 風(fēng)道結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理

將風(fēng)道沿著主干道平均分成多個(gè)部分，使每一部分的長(zhǎng)度相等。每一部分都存在兩部分壓降，支流壓降和主流壓降。支流壓降主要是氣流經(jīng)過(guò)各個(gè)噴嘴分流時(shí)產(chǎn)生的壓力損失，主流壓降主要包括沿程壓力損失和局部壓力損失兩部分，風(fēng)道各個(gè)部分的壓降模型如圖1所示。

如要保持風(fēng)道各個(gè)噴嘴噴出的氣體流量Q相等，根據(jù)小孔流量公式（1）可知，壓降ΔP也要相等。由于風(fēng)道在實(shí)際過(guò)程中各個(gè)噴嘴出口處的壓強(qiáng)Po相同，由風(fēng)道壓降模型圖1可知理論上Pn應(yīng)該等于Pn+1即Pn=Pn+1，但在風(fēng)道實(shí)際工作過(guò)程中Pn>Pn+1。若要保證Pn=Pn+1，則各個(gè)部分支流產(chǎn)生的壓降就要用主流產(chǎn)生的壓升作為補(bǔ)償，即支流壓降等于主流壓升。根據(jù)管道截面變化對(duì)氣流參數(shù)的影響可知對(duì)于亞聲速氣流在擴(kuò)張形管道中，沿著流動(dòng)方向，壓強(qiáng)增大，氣流在管中做增壓運(yùn)動(dòng)，因此可通過(guò)增大各個(gè)部分風(fēng)道的橫截面面積來(lái)實(shí)現(xiàn)主流增壓的目的。對(duì)于風(fēng)道支流噴嘴處的壓降主要考慮局部壓力損失其計(jì)算公式為（2），對(duì)于支流壓升主要考慮增大風(fēng)道橫截面面積產(chǎn)生的壓升和這一部分風(fēng)道沿程壓力損失其計(jì)算公式為（3）。使支流壓降等于主流壓升，即：

繼續(xù)化簡(jiǎn)此等式可得到等式（4）。因等式（4）中含有Dn風(fēng)道的當(dāng)量直徑，其計(jì)算公式為式（5），當(dāng)公式（4）中Co、Vo、Cn、Vn、Ln和fn都已知時(shí)，Dn風(fēng)道的當(dāng)量直徑大小就可以計(jì)算出，風(fēng)道的各個(gè)部分的橫截面面積即可得出，因此風(fēng)道的幾何模型也就確定了。

（1）

公式中Q為流體流量，Cd為流量系數(shù)，Ao為過(guò)流斷面面積，ρ為流體密度，ΔP為壓力差。

（2）

公式中ΔPno為局部壓力損失，Co為局部阻力系數(shù)，ρ 為氣體密度，Vo為氣體速度。