喷射式绞纱染色机分流器均匀性的研究与优化

在 等 直 径 主 管 上 等 间 距 开 设 等 孔 径 的 支 管 ，流 体
流 经 主 管 的 沿 程 压 强 变 化 如 图 ２所 示 。 从 图 ２可 见 ， 流
体 流 经 等 直 径 的 多 孔 管 ，其 压 强 的 一 涨 一 落 不 能 回 复 到 原 来 的 值 ， 因 而 流 体 流 经 沿 程 各 支 管 的 流 率 亦 随 之
射 式 绞纱染 色 机 ， 虽 然 克 服 了缸 差 问 题 ， 但 是 大 容 量 的
多 喷 管 染 色 机 会 导 致 各 喷 管 的 流 量 分 配 不 均 ，从 而 造 成 管 差 问 题 ， 成 为 该 类 大 容 量 染 色 机 需 要 重 点 克 服 和
解 决 的一个 专 题 ［ 。 在 染 色 机 染 色 过 程 中 ， 分 流 器 对 染 液 分 配 的 均 匀 性 直 接 决 定 了 多 孔 喷 管 喷 出 染 液 的 均 匀 性 ． 从 而 影 响 纱 线 与 染 液 的 接 触 率 ，使 纱 线 产 生 色 花 、
响 企 业 效 益 。 浙江 省重点科 技创 新团队资助 （ 编号 ： ２ Ｏ １ Ｏ Ｒ ５ ０ ｏ ０ ２ ） 浙江省公益技术研究资助 （ 编号： ２ ０ １ ０ Ｃ ３ １ ０ ５ ６ ）
收稿 １ ５ １ 期： ２ ０ １ ３年 ７月
机械制造 ５ １ 卷 第５ ９ ２ 期
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色 时 ， 将 绞纱 分 别套 在并 列 的多孔 喷管 上 ， 用 泵 将 染 液
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因此 ， 对影 响分 流器 均匀 性 的因素进 行研 究 ， 并 对 结 构 存 在 的 问题 进 行 改 进 是 十 分 有 必 要 的 。
１ 多孔 管 流 量 分 配 理 论
在 给排 水 、 化工 、 电力 、 通 风 等 领 域 中 ，往 往 需 要
改 变［ 。
在 多 孔 管 流 或 分 支 流 内 ． 流 体 在 流 动 过 程 中质 量 不 断 减 少 。 管 内 压 力 变 化 受 摩 擦 和 动 量 交 换 的 双 重 影
响 。 主 流流体 由于侧孔 出流而 流速减 小 ， 流 速 的 减 小 使
色 差 等 质 量 问 题 ． 并 且 降 低 生 产 效 率 ． 影
中 图 分 类 号： Ｔ Ｓ １ ９ ３ ． ３ ２ ． １
文 献 标 识 码： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ９ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ０ ３ 卜０ ４
喷 射 式 绞 纱 染 色 机 是 目前 大 部 分 印 染 企 业 在 对 绞 纱 进行 染 色 时所 采 用 的设 备 ， 由染 槽 、 多孔 喷 管 、 分 流 装置、 传 动装 置 、 循环 泵 等部分 组 成 （ 如 图 １所 示 ） 。 染
流 体 的 部 分 动 能 转 化 为 静 压 能 ， 导 致 流 体 沿 流 动 方 向 的压 力 升 高 ： 另一方 面 ， 管 壁 摩 擦 阻 力 将 使 流 体 沿 流 道 产 生压力 损失 ， 导致 压 力降低 。所 以 ， 如 果 适 当 地 调 整 流 动 参 数 或 分 支 管 结 构 ，使 流 道 内 由 于 侧 孔 出 流 产 生
典 型 的将 主 流 经 侧 壁 小 孑 Ｌ 沿 轴 向 流 道 均 匀 地 流 出 的 分 配 装置 ｜ ２ Ｊ 。 所 以 染 色 机 分 流 器 的 流 量 分 配 问 题 属 于 多 孑 Ｌ 管流量 分 配领域 。
缸 差 问题是 间歇 法染 色 的一 大通 病 。 为此 ， 设 备 制 造 企 业 设 计 开 发 了 大 容 量 的 多 喷 管 绞 纱 染 色 机 ，可 以 达到 ８ ０ ～ １ Ｏ ０管 ， 以求大 幅 度 地 降低 缸 差 的 发生 概 率 ， 甚 至 在一 定程 度上 消 除缸差 。 然而 ， 新 开 发 的 大 容 量 喷
喷射式 绞纱染 色机分流器均匀性 的研究 与优化 木
口 张海 亮 １ ， ２ 口 郑 吉１ ， ２ 口 骆 欢
杭 州 ３ １ ０ ０ １ ４
１ ．浙 江工 业 大学 机 械 工 程 学 院 杭 州 ３ １ ０ ０１ ４
２ ． 浙 江 工业 大学 特 种 装 备 制 造 与 先 进 加 工 技术 重 点 实验 室
一
从 染 槽 送 入 多 孔 喷 管 中 ，染 液 从 喷 管 的 细 孔 喷 淋 于 绞 纱 上 。与此 同 时 ， 由于 回转装 置带 动 喷管 一起转 动 ， 可
使 套 挂 在 喷 管 上 的 绞 纱 渐 渐 转 动 而 达 到 均 匀 染 色 的 目
的。
种 均 匀 分 布 气 体 或 液 体 的 装 置 ， 它 由 一 根 总 管 和 与 总 管 侧 面 连 接 的 一 排 或 若 干 排 支 管 组 成 。支 管 可 以 是 具有 相 当长度 的管 道或 喷嘴 ， 也 可 以仅 仅 是 小 孑 Ｌ， 总 管 的 横 截 面 可 以 是 圆形 、 方形 、 椭 圆形 等 。 这 种 总 流 被 分 流 为 多 束 分 流 的流 动 过 程 称 之 为 分 支 流 。 多 孑 Ｌ 管 就是
分流器 出１ ２ ＂ 流 量 均 匀性 的 有 效 措 施 ， 改 进 后 的分 流 器 分 流 均 匀性 得 到 显 著 提 高 ， 并 且 所 做 的 改进 不 会 对 染 色机 其 它 结 构
产 生影 响 ． 迭 到 了预 期 的优 化 目的 。 关键 词 ： 喷 射 式 绞 纱 染 色机 分 流 器 均 匀 性 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ
摘 要 ： 针 对 现 有 的 大容 量 喷 射 式 绞 纱 染 色机 存 在 的 出 口流 量 分 配 不 均 匀 的 问 题 ， 利用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软 件 对 分 流 器 内部 流
场进 行模 拟 ． 结 合 多孔 管 流 量 分 配 理 论 对 出 １ ７流 量 分 配 不 均 匀 的 原 因 进 行 分 析 ， ： 指 出选 择 合 适 的 斜 面 个 数 和 斜 率 是 提 高