苏州大学纺织与服装工程国家级虚拟仿真实验教学示范中心欢迎您!

纤维卷曲仿真加工

发布者:系统管理员发布时间:2018-09-05浏览次数:3

纤维卷曲仿真加工

一、实验名称: 纤维卷曲仿真加工

学时数:4学时
面向专业:纺织工程、非织造材料与工程、高分子材料与工程


二、实验目的与要求

纤维卷曲是化学短纤维加工中的主要工艺之一,也是提高纤维比表面积、增加纤维之间抱合力的有效方法,利用自行编制的软件,设计纤维聚合物原料、纤维直径、纤维长度、纤维刚度等参数,仿真模拟纤维的卷曲过程,使学生了解和掌握纤维卷曲与其自身结构及性能之间的关系,以及纤维卷曲数对纤维最终状态和纺纱加工性能的影响。以该实验项目为基础,已经与南通醋酸纤维有限公司合作进行卷烟用醋酸纤维的仿真加工。


三、现有设备及台套数

各种气泡纺设备,Matlab数学软件和Fluent计算流体力学软件


四、实验内容

一)填塞箱卷曲变形模拟
1.1输入填塞箱基本尺寸和压轮压力,纱线基本参数,填塞箱内温度;
1.2 应用MATLAB软件计算计算轴向移动纱线的固有频率和波数;
1.3 应用MATLAB计算纱线的临近不稳定的长度;
1.4 应用MATLAB计算主波和次波,确定卷曲纤维的卷曲频率。
二)气泡纺制备纳米卷曲纤维
1.1输入气泡半径,气泡内外的气体压力,应用MATLAB软件计算气泡的表面张力;
1.2 输入外加气源的基本参数,应用Fluent软件计算流场分布;
1.3应用Fluent软件模拟气泡破裂瞬间射流速度;
1.4 应用Fluent软件模拟射流运动情况,计算纳米纤维的大小.
1.5 应用MATLAB软件计算计算纳米纱线的固有频率和波数;
1.6应用MATLAB计算主波和次波,确定纳米卷曲纤维的卷曲频率。


五、代表性实验结果

纳米卷曲是较前沿的纳米技术,其原理类似传统的填塞箱卷曲机理,由于在气泡纺丝过程中,射流速度很快,在固化过程,射流会产生模态振动而形成纳米卷曲。

J.H. He, H.Y. Kong, R.R. Yang, et al., Review of fiber morphology obtained by bubble electrospinning and blown bubble spinning, Therm. Sci., 16(2012) 1263-1279