1.冷却风温与风湿
冷却气流温度的高低对初生纤维的大分子取向度和卷绕纤维的细度等都有直接的影响。随着纺丝速度的提高,纤维与气流的热交换量增加,应适当加快纤维冷却固化的时间,故应选用较低的冷却风温。以生产涤纶为例,如纺丝速度为1500m/min 时,冷却风温应选22℃;而在纺丝速度为600m/min 时,则一般选用约29℃作为冷却风温。除此之外,冷却风温还应考虑环境因素,随外部气温进行相应的调整。
冷却气流的空气湿度同样影响着纤维的成型。一定的湿度可以有效避免纤维在纺丝甬道中的摩擦,减少因摩擦带电而产生的纤维抖动;冷却气流湿度的提高同时也提高了介质的比热容和传热系数,更利于稳定丝室温度、加快纤维冷却。此外,湿度对初生纤维的结晶速度和回潮伸长均有一定影响。
2.冷却风速及其分布
在熔融纺丝中,在整个冷却室高度的纺丝线上,纤维对冷却条件的强化程度要求不同,对于整体冷却固化装置,吹风口送出的气流应当具有一定的速度分布。环形吹风装置常采用不同孔径均匀分布的多孔整流板;侧吹风装置的风速分布则一般可分为均匀直形分布、弧形分布及S 形分布三种形式。
单面侧吹风时,在风温26~28℃、送风相对湿度70%~80%,风速0.4~0.5m/s 的范围内较好,且随着纺丝速度的提高,最佳风速点向较大风速偏移。相反,在环形吹风时,由于环形吹风易于穿透丝束,最佳风速向较小风速偏移。
3.冷却风量
对线密度不匀率影响最大的是冷却风的风量和风速分布。由于侧吹风窗单面向室内敞开,在侧吹风风量不大时,室内野风(工艺控制以外风的统称)会进入侧吹风窗内,干扰丝束冷却,而且野风风量不均匀、风向不规则,受人员走动、门窗开关和室外风的风向、强弱、温度、湿度等多种因素的影响,造成较大的线密度波动,导致丝束冷却不均匀。
(1)冷却风量计算。所需的冷却风量可用下式计算:
式中:Q 为所需冷却风量(m3/h);H 为吹风窗的高度(m);b 为吹风窗的宽度(m);v为吹风的速度(m/s)。(www.xing528.com)
考虑管路的损失及风管末端会放空预留风量,实际需要的冷却风量一般为(1.1~1.15)Q。
(2)冷却吹风系统的阻力计算。直管段的阻力损失按下式计算:
式中:ΔP 为直管段阻力损失(Pa);λ 为阻力系数,管径在15~100mm 范围,λ=0.02~0.04;l 为管长(m);d 为管路内径(m);γ 为空气重度(kg/m3);v 为气流速度(m/s)。
多孔板的阻力损失按下式计算:
式中:ΔZ 为多孔板的阻力损失(Pa);ξ 为气流经过圆孔的阻力系数,可取ξ=1.8。
环吹风配套的空气调节净化装置中通常选用GB 型高效空气过滤器,其阻力降按下式计算:
式中:ΔP´为GB 型高效空气过滤器阻力降;C 为过滤器全阻力系数,在3~10 之间;m 为指数系数,常取m=1.35~1.36;v 为气流速度(m/s)。
吹风装置的总阻力损失为该吹风装置所采用的各段气流通路的阻力损失之和。
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