[发明专利]一种拉幅热定型机烘箱结构优化方法

说明书

本发明公开了一种拉幅热定型机烘箱结构优化方法，解决传统定型机烘箱运行过程中的流体力学性能，改善原有结构不合理存在涡结构，优化局部流场，明显降低了涡强度，解决排风不畅和纤维尘容易在涡结构处形成积聚所造成的能量过度消耗以及产生火灾的隐患的问题，为定型机的节能环保和安全生产提供了基础。

技术领域

本发明涉及印染热定型机领域，特别是涉及一种拉幅热定型机烘箱结构优化方法。

背景技术

所谓热定型，是将织物在张力下置于高温环境中(如180～200℃)，并保持一定的尺寸或形态，热处理一段时间后，然后迅速冷却降温的过程。在这一过程中，由于合成纤维具有良好热塑性，当处于温度较高的环境中时，大分子链段间的重排使得纤维微结构和形态发生很大变化，使改变了的纤维微结构被固定下来，因此热定型最主要的作用就是赋予了织物相对稳定的尺寸和形态。

由于合成纤维及其混纺织物在纺织染整加工过程中，有多次受到干、湿热处理的历史，且织物在运行过程中要受到各种张力的拉伸作用，因而其外形、尺寸始终处于多变复杂的状态，如经、纬向长度变化(收缩或伸长)，布面折皱等，使得产品在外部形态及结构尺寸上有所变化，有的甚至失去了织物所应具备的形态、外观和风格，严重影响了服用性能。通过热定型能很好的改善这一情况。

拉幅热定型机是对织物定型的最主要设备，通过定型机定型可以使得纤维结构进行重塑，织物的手感、滑移、颜色、幅宽、强力、外观等得到改善，进而达到织物所要求的服用性能。

现有定型机的结构如图1所示，其中，1是风机，2是排风孔，3是风道，4是换热器，5是风机风叶，6是烘箱箱体。传统的烘箱结构中，印染布匹经过对中机构对中后，进入到风道3的中间高度位置，带有水分的布匹在风道3喷嘴排出的热风中实现拉幅热定型。烘箱通过结构换热器加热空气，并在风机1的作用下将风机引导至风道3中，喷出的高速的热空气完成对布匹的加热与定型之后，大多数废气由排风孔2排出，部分气体再次进入换热器4加热继续循环或进入下一节烘箱。

其中，拉幅热定型机的烘房结构对定型效果影响重大，而其中的风嘴又是对定型效果影响最大的。而目前定型机设计过程中，由于缺乏合理的设计方法，仅凭经验的方式，直观的想象来进行设计，导致设计效果不佳。尤其是传统定型机在换热器至风机段有大面积高强度的回流涡存在，存在排风不畅和纤维尘容易在涡结构处形成积聚所造成的能量过度消耗以及产生火灾的隐患的问题。

发明内容

本发明提供一种拉幅热定型机烘箱结构优化方法，能够有效的解决热定型过程中烘箱运行过程中流体运行不畅，定型机内温度分布不均匀的问题。

本发明提供的技术方案是：

一种拉幅热定型机烘箱结构优化方法，

一、建立物理尺寸模型

在已有的传统拉幅热定型机基础上，建立1:1的物理尺寸模型，以等大的三维模型为基础，做内部流场的仿真和优化后的验证；

二、进行有限元为基础的流体仿真

为进行CFD仿真，按以下方法进行仿真。

1）确立边界条件

根据物理模型和流程方法，对模型进行简化后，结合实际的生产状况，在进行模拟时，将热空气入口边界条件定义为速度入口，需确定风速大小、风速方向以及温度情况，热风出口通过排风管道经由排风风机排放，除此之外还有一定流量经由出布口进入下级烘箱，设置空气出口的边界条件为压力出口；腔体为保温材料所覆盖，视为绝热层；

2）建立网格

在前处理软件中对烘箱整体划分为多个计算域，网格划分方式采用结构化网格，对整个烘箱边界层进行了网格加密，考虑仿真的计算精度和结果可靠性，进行网格的无关性验证；

3）CFD仿真