喷气织机的引纬原理

1.射流的性质
压缩气流从圆形喷嘴射出时即形成圆射流，它具有“喷射成束”的特点，喷嘴喷出的气流速度为１００～２００ｍ／ｓ。当它们一旦接触周围空气时，靠近射流边界上的微团便要与相邻的静止空气发生混合，其结果是射流将自己的一部分动量传给周围的空气，使部分原来静止的空气被射流带动向前运动（称之为射流的卷吸作用）。与此同时，还使部分原来静止的空气获得较低的垂直于射流轴向的速度而缓慢地运动（称之为射流的扩散作用），这种现象沿射流的行进方向一直发生下去，导致射流能量的逐渐耗散，速度越来越低，射流截面也越来越大。
% j; F4 H! j- \9 n图所示为圆射流的结构图，图中Ｏ为射流的极点，射流以轴线ＯＸ为对称轴，并沿边界ａｅ和ｂｆ扩散成圆锥体，ａ、ｂ之间的距离为喷嘴直径ｄ０，α称为射流扩散角。在射流锥体中，除ａｂｃ叫做射流的核心区外，其余部分叫做混合区，核心区内各点的流速相等，均等于喷口的流速ｖ０，圆射流的扩散角一般为１２°～１５°，其核心区长度Ｓ０为：
5 z. G# x' f8 p0 M$ G/ ?Ｓ０＝ｋｄ０ ａ
式中：ｄ０———喷嘴直径；
- e' j8 ^/ Q( d/ O  {& `5 @ａ———喷嘴紊流系数，圆形喷嘴为０．０７；
ｋ———实验常数，圆射流为０．３３５。
  e+ q1 w4 g( }& A: h

　圆射流结构

' D3 v' V6 s! I4 W* g4 a& [; r过了核心区之后的射流，在同一截面上速度分布的规律是越接近于轴线位置的速度越大。
2 U$ j4 Z# s& s1 ]6 a若气流从矩形或椭圆形孔口喷射出来，则称之为扁射流，它的结构特征和参数计算与圆射流不同，较为复杂。
! g/ Z0 n. s" E3 N在采用接力引纬的喷气织机上，主喷嘴和辅助喷嘴射流轴线之间呈一定夹角，两者的射流在合流时发生碰撞。为使两股射流碰撞后的能量损失小而利用率高，主喷嘴和辅助喷嘴之间的夹角应小些，使合流后的射流更有利于引纬。

; V2 b# {' l7 N0 T6 L7 [. }2.气流引纬时纬纱的受力
$ F$ q  S4 g+ N0 i在其他条件相同时，空气阻力系数Ｃｆ值愈大的纱线，气流对纬纱的摩擦牵引力愈大。
* C7 b* p, |5 A3 L( j3 o实验表明：空气阻力系数Ｃｆ与纤维种类、纱线表面的毛茸程度有关，如纤维表面光滑、纱身毛茸少的纱线的Ｃｆ值较小，反之则较大。
受气流牵引的纱线的表面积愈大，纱线受到的摩擦牵引力也愈大，即纱线直径粗时，纱线受到的摩擦牵引力大。纱线受到的摩擦牵引力，还与气流和纬纱的相对速度的平方成正比。在引纬开始时，气流速度很大，而纬纱处于静止状态，故两者的相对速度最大。随引纬的进行，气流速度因扩散作用越来越低，而纬纱速度越来越高，故气流和纬纱的相对速度下降，对应的纬纱所受的摩擦牵引力减小。但受气流牵引的纱线长度在增加，且增加得很快，两者增长的结果使Ｆ开始时迅速增加，经历一段时间后，Ｆ不再有明显的增加。
  H; ?7 a( _* @实际引纬时，纬纱除了受到气流的摩擦牵引力外，还受到阻力的作用，阻力主要是纬纱进喷嘴之前与导纱器的摩擦引起的。

在喷气引纬时，纬纱飞行速度的平均值已突破５０ｍ／ｓ，纬纱飞行速度的大小和变化特征与引纬时气流速度的大小和变化特征密切相
/ W. z3 u* ]) q5 W( `6 L6 C关。气流与纬纱速度的理想配合应为：纬纱飞行速度ｕ尽量接近ｖ，但又不超过ｖ。这样既能保证纬纱以高速飞行，缩短纬纱的飞行时间，又能保证纬纱挺直。在接力引纬的喷气织机上，由于气流能按需要得到及时补充，使气流速度的波动范围小，ｖ－ｕ的差值变化也小到更加理想的程度，如图所示，从而为提高喷气引纬质量和增加引纬幅宽，提供了良好的条件。

喷气织机上ｖ和ｕ的变化