织物透气(量)性测试仪厂家价格报价_—上海千实精密机电科技有限公司

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应用fluent对织物叠层透气性的预测与分析

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1.1 国内外现状
Subramanian Sundaramoorthy[1]等通过一个模型整合织物的覆盖系数和畸变因子对多层织物的透气性进行预测,其中织物的覆盖系数通过图像处理得出,畸变因子通过纱线线密度和织物结构确定。通过实验证实了该模型为准确的预测。E.A.Elnashar[2]研究了多层织物孔隙度模型,通过对现有三维模型的修改,以达到准确预测的目的。R. Tugrul Ogulata[3]等对织物微观单元结构进行分析。文中将织物的透气部分分成四个部分,纤维间孔隙、经线孔隙、纬线孔隙、经纬线交点孔隙。冯岑[4]等研究了机织物叠层与透气量的关系,对同种纤维的不同层数进行透气性测试,结果表明,织物的透气百分比与织物层数呈现幂律函数关系。柯勤飞对单层与多层非织造布透气性的关系研究。
 
1.2 实验原理
1.2.1 叠层织物的透气性预测及宏观流体分析
Fluent分析本身就是一个复杂的过程,而且影响因素比较多不容易发现。实验数据处理的目的就是将多种参数归并到单一参数中。依据这个方法,对处理测试数据进行拟合,得到的变化曲线。Fluent分析时的参数设置就是从变化曲线求出。
 
1.2.2 织物微观结构的分析
微观结构从两个方面进行分析:一个是截面形状对流体分布的影响,另一个是纱线间各自流场的相互作用。织物单元纱线间的区域内流速最快,而且在距离纱线前端就已经发生减速现象。纱线的距离增大,这种现象就会减弱。在中心连线位置,间距较大的流体速度受到纤维的影响较小,平均流速要高于间距较小的纤维。织物叠层时,由于流体通过织物的距离很长,使得流体的动量减少很多。根据微观流场的走势,可通过调整纱线之间的距离,完成织物的设计。
 
2 实验过程
首先将同种材料的试样样品利用YG461E数字式透气量测试仪测试器不同点的透气性,测试前六层织物的透气性,利用数字拟合发得出织物透气层于织物层数关系,结果为。这里,的值为0.998。
 
2.1 fluent分析基本过程
2.1.1 建模中的参数设定
本文以四边形为主的网格进行梯度自适应网格划分来模拟织物间隙,将这种网格分别导入fluent中进行分析。流体中的稳态与非稳态是根据时间来确定的。流体计算的方程组中,必须对方程的条件进行约束后才能求解。操作压力883hPa,温度25℃。雷诺数,为当Re<2300时为层流状态,Re>4000为湍流状态,Re=2300-4000为过渡状态。求解算法为simple,动量的空间离散化采用二阶迭代,选取出口为监测面,用来监测收敛情况。
 
2.1.2 数值模拟结果
自适应网格划分能够根据流场走势进行网格细化,目的针对性强,分析结果与同等四边形、三角形网格几乎相同,说明网格已经达到要求,在这种情况下,选取自适应网格对后续问题进行分析。
从数值分析值与测试值的误差来看,误差在允许范围内。说明数值分析的方法可以较好的反应现实情况。从变化曲线来看,模拟值与测试值之间的误差随着织物层数的增多而减小。
 
2.2 fluent对织物透气率的预测
根据实验数据拟合后的计算公式,保持fluent设置不变,求解出七层、八层织物的透气率( m2)和惯性阻力系数,如下表1:
根据预测值和测试值的对比,可以看到预测误差均在允许范围内,说明fluent对织物的七、八层透气率的预测较为准确。
 
3 结论
织物叠层透气性是根据实验并借助fluent软件对叠层织物的透气性进行预测。本文得到结论如下:根据实验数据中厚度与透气率的关系,从后来的数值模拟分析结果来看,这条曲线能够反映多层织物的变化规律。为了使分析的结果更加接近真实值,需要对模型、网格及参数进行调整。通过对比不同网格类型的分析结果,最后确定的网格类型能够反映真实情况。