Intensyfikacja oddziaływania strugi powietrza na nitkę

• Autorzy: Zawadzki L.

Warianty tytułu

EN

Intensification of the effect of an air jet on the thread

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy wykorzystania przepływu przyściennego wynikającego z efektu Coandy oraz programowanych zaburzeń przepływu strugą poprzeczną do intensyfikacji oddziaływania strugi powietrza na nitkę. Na wstępie omówiono aktualny stan wiedzy i techniki dotyczący zagadnień oddziaływania strugi powietrza na nitkę. Podano przegląd nowoczesnych technologii włókienniczych, w których struga powietrza jest wykorzystana jako medium robocze. W oparciu o analizę teoretycznych możliwości zwiększenia siły ciągu nitki strugą powietrza oraz dotychczasowych wyników badań autora opracowano założenia do budowy stoiska badawczego, którego głównym elementem jesl oryginalna dysza płaska z poprzecznymi szczelinami sterującymi położeniem przepływu głównego. Dysza zawiera rurkę do wprowadzania nitki do jej wnętrza. Położenie rurki nitki jest regulowane, umożliwiając jej przesuw poosiowy oraz możliwość asymetrycznego ustawienia względem osi dyszy. Do napędu nitki zostało wykorzystane unikalne zjawisko występujące w dyszy płaskiej, zwane efektem Coandy, szczególnie interesujące przy naddźwiękowych prędkościach przepływu powietrza. Badania wykazały, że przyleganie naddźwiękowej strugi powietrza do jednej ze ścianek dyszy płaskiej wywołuje skokowy wzrost siły ciągu nitki i wynikający z tego skokowy wzrost prędkości transportu. Zasadniczą część pracy stanowią badania eksperymentalne, których głównym celem było ustalenie wpływu wybranych parametrów geometrycznych i przepływowych na wartość siły ciągu nitki oraz prędkość jej transportu. Szczególny nacisk w końcowej części badań położono na wytworzenie zaprogramowanego zafalowania nitki w celu spowodowania wzrostu siły aerodynamicznej działającej na nitkę. Pneumatyczne generowanie poprzecznych zaburzeń przepływu okazało się czynnikiem wzrostu prędkości transportu nitki również przy poddźwiękowych prędkościach przepływu powietrza. Wzrost ten wynosi od 20% do 40%. Łatwość sterowania strugą przyścienną, wynikającą z jej bistabilności, pozwoliła na uzyskanie programowego rozprowadzania nitki i jej układania w trakcie tworzenia wybranych struktur wyrobów włókienniczych. Przeprowadzone badania pozwoliły na wytypowanie wariantu dyszy najkorzystniejszego dla przekazywania energii od strugi powietrza do nitki przy dopuszczalnym poziomie hałasu. Praca zakończona jest wnioskami uzasadniającymi celowość podjętych badań. Uzyskane wyniki oprócz wartości poznawczych mają zdolności aplikacyjne i mogą być wykorzystane zarówno w technikach i włókienniczych,jak i w innych dziedzinach do kontrolowanego transportu rozprowadzania różnych mediów. Niskie wartości ciśnienia zasilania sprężonym powietrzem (poniżej 0,15 MPa), samozasysanie nitki, duże prędkości transportowanej nitki oraz możliwości jej kontrolowanej dyslokacji stanowią dodatkową atrakcyjność energetyczną i aplikacyjną badanego urządzenia. Praca została wykonana głównie w ramach realizacji projektu badawczego finansowanego przez Komitet Badań Naukowych w latach 1997-2000 nr 3 T09B 094 12 pt : „Pneumatyczny pod-, około- i naddźwiękowy generator siły ciągu nitki".

EN

The present dissertation is devoted to an employment of the boundary flow that results from the Coandy's effect and programmable flow disturbances with a transverse jet to intensify the effect of an air jet on the thread. In the beginning, the up-to-date state of knowledge and technology concerning the problems of the effect of an air jet on the thread has been discussed. A survey of modern textile technologies, in which an air jet is employed as the working medium, has been presented. On the basis of the analysis of theoretical possibilities to increase the draft force of the thread with an air jet and the results of the investigations carried out by the Author so far, the assumptions to build a test stand whose main element is a unique flat nozzle with transverse gaps that control the position of the main flow were developed. The nozzle includes a tube for introducing the thread. The design of the nozzle allows for changing its geometry. The main part of the study is devoted to the presentation of the experimental investigations whose aim was to determine an influence of some selected geometrical and flow parameters on the value of the thread draft force and its transport velocity. It turned out that the adhesion of the supersonic air jet to one of the nozzle walls resulted in a pitch-like increase in the thread draft force and a pitch-like increase in its transport velocity that follows from it. A special emphasis in the final stage of the investigations was put on the generation of programmable weaviness of the thread in order to increase the aerodynamic force acting on the thread. The pneumatic generation of transverse disturbances of the flow turned out to be the factor of an increase in the thread transport velocity at supersonic velocities of air as well. An easy control of the boundary jet that results from its bistability allowed for obtaining the programmable distribution and arrangement of threads. The results obtained, apart for theoretical values, are of practical importance and can be applied both in textile technologies and in other branches for the transport and controlled distribution of various media.

Słowa kluczowe

PL

przepływ przyścienny; oddziaływanie strugi powietrza na nitkę; efekt Coandy

EN

impact of air stream on a thread; Coandy`s effect

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2004
• Tom: Z. 331
• Strony: 5--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz.

Twórcy

autor

Zawadzki L.

Bibliografia

• [1] Adamek K.: Conditions for High-Quality and Reliable Air Jet Weft Insertion,П International Conference on Novelties in Weaving Research and Technology, Liberec, September 1998, s. 124-130.
• [2] Abramowicz G.: Turbulientnoje smieszienie gazowych strui, Nauka Moskwa, 1974.
• [3] Ah Demir, Memis Acar, Keith Turton.: Grundsätzliches zum Luftstromungin Texturierdusen, Melliand Textilberichte, 4/1988, s. 233-241.
• [4] Beureuther R., Brüning H., Blechschmidt D.: High filament velocities in trhe underpressure spunboning nonwoven process, International Fiber Joumaj, December 1997, s. 129-134.
• [5] Bukowski J.: Mechanika płynów, PWN Warszawa, 1968.
• [6] Chang P.: Separation of Flow, Pergamon Press Oxford, 1970, Moskwa, 1973.
• [7] Elsner J.: Turbulencja przepływów, PWN Warszawa, 1987.
• [8] Goliński J., Troskolański A.: Strumienice, WNT Warszawa, 1979.
• [9] Hruś M., Bezdek J.: Prouděni za tryskou vzduchového tkaciho stava, Sbomik VSSaT Liberec, 1982.
• [10] Malczewski J., Piekarski M.: Modele transportu masy, pędu i energii, PWM Warszawa, 1992.
• [11] Mayer N., Rohrbach Ch.: Handbuch fur fluidische Messtechnik , VDI Verlag Dusseldorf 1977, s. 312-321.
• [12] Kazimierski Z., Orzechowski Z.: Mechanika płynów, NPŁ Łódź, 1986.
• [13] Kazimierski Z., Krysiński J.: Łożyskowanie gazowe i napędy mikroturbinowe, WNT Warszawa, 1981, s. 205- 210.
• [14] Kowalczyk L., Zawadzki L.: Numerical analysis of the thread undulation effect on draughtstrengh, ZN PŁ Włókiennictwo, nr 58, 2000.
• [15] Kowalczyk L., Zawadzki L.: Calculation of the Thread Draft Force of an Oblique Flof of the Air Jet FIBERES & TEXTILES in Eastern Europe No 1 (36) 2002
• [16] Maryniak J.: Uproszczona analiza stateczności podłużnej szybowca w locie holowanym, Mechanika teoretyczna i stosowana, 1967, tom 5, zeszyt 1.
• [17] Orzechowski Z.: Rozpylanie cieczy, WNT Warszawa, 1976.
• [18] Projekt badawczy KBN Nr 3 T09B 094 12 pt.: ’’Pneumatyczny pod-, około- i naddźwiękowy generator siły ciągu nitki”. Sprawozdanie 2000.
• [19] Pilipienko W. A.: Pnewmaticzeskie mechanizmy prokładywania niti. Moskwa, Lekkaja industrija 1977.
• [20] Popow G. G.: Aerodinamika tiehnołogiczieskih prociesow i oborudowania tiekstilnoi promyszliennosti, Moskwa, Likkaja industria 1975.
• [21] Słodowy J.: Antydestrukcyjne napinanie nitek, Praca habilitacyjna, PŁ Łódź, 1995.
• [22] Szałkowski Z.: Technologia i struktura włóknin, WNT Warszawa, 1982 r.
• [23] Tesar V., Peszyński K.: Wybrane aspekty budowy i zastosowań zaworów strumieniowych, ZN nr 212 Mechanika, Akademia Techniczno Rolnicza w Bydgoszczy 1998, s. 137- 153.
• [24] Tesar V., Peszyński K.: Dysza do strumieniowego ogrzewania lub suszenia. PNEUMATYKA Nr 1/38/2003
• [25] Tesar V., Peszyński K.: Technika mikrostrumieniowa. PNEUMATYKA Nr 3/402003
• [26] Wahhoud A.: Ein Beitrag zum Schusseintragsverhalten von Garnen im Luftstrom. Dissertation RWTH machen 1987
• [27] Wawszczak W.: Przepływ gazu przez kanały, Łódź, 1993.
• [28] Wilson R. V., Demuren A. O.: Numerical Simulation of Turbulent Jets With Rectangular Cross-Section, Journal of Fluids Engineering, Vol. 120, 1998, s. 285-290.
• [29] Witczak D., Gdański J.: Poprzeczny i wzdłużny opływ przędzy, I Konferencja Naukowa Wydziału Włókienniczego, 1998, s. 13 - 15.
• [30] Witczak D., Gdański J.: Ukośny opływ przędzy, II Konferencja Naukowa Wydziału Włókienniczego, 1999, s. 13 - 15.
• [31] Włodarski G.: Włókna chemiczne. Poradnik inżyniera i technika, WNT, Warszawa, 1997
• [32] Zalmanzon L. A.: Teoria elementów stosowanych w technice strumieniowej, WNT Warszawa, 1971, s. 125-177.
• [33] Zawadzki L.: Wpływ długości dyszy na prędkość pneumatycznego transportu nitki odwijanej z nawoju, Przegląd Włókienniczy nr 5, 1994, s. 13-16.
• [34] Zawadzki L.: Zagadnienie oddziaływania strugi płynu na nitkę, Przegląd Włókienniczy nr 5, 1995, s. 14-16.
• [35] Zawadzki L.: The effect of geometry of a nozzleoutlet canal on the pneumatic transport of a thread, IMTEX ‘98 Łódź.
• [36] Zawadzki L.: Okołodźwiękowy generator siły ciągu nitki, II Konferencja Naukowa Wydziału Włókienniczego, 1998, s. 21-24.
• [37] Zawadzki L.: Wykorzystanie sprężonego powietrza w nowoczesnych technologiach włókienniczych. Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej Elektryka z. 36 Kielce 2000 r.
• [38] Zawadzki L.: Influence of a Controlled Turbulent Air Jet on the Thread. FIBERES & TEXTILES in Eastern Europe No. 1(32) 2001 .
• [39] Zawadzki L.: Zastosowanie sprężonego powietrza we włókiennictwie. PNEUMATYKA Nr 1(26) 2001
• [40] Zawadzki L.: :Niskociśnieniowy pneumatyczny transport nitki. VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa IMTEX 2002, Materiały konferencyjne, Łódź 17 V 2002.
• [41] Ziabicki A.: Fizyka procesów formowania włókien, WNT Warszawa, 1970.
• [42] Żiganow N. K., Janków W. J., Alekseew E. N., Genis A. V.: Matematyczny model aerodynamicznego sposobu formowania włókien z polimerów w stanie roztopionym. Chim. Wołokna, 1988,nr 4, s. 18-20