在圓形管道內(nèi)形成渦流的方法有兩種:一是在高壓氣體作用下,氣流沿切線方向射入管道內(nèi),形成螺旋氣流,一邊繞軸心旋轉(zhuǎn),一邊向出口推進(jìn)(噴氣紡紗);第二種方法是用低真空抽引管道中的氣流,使管道內(nèi)形成真空,氣流從管道的進(jìn)風(fēng)口以切線方向進(jìn)入,形成旋轉(zhuǎn)氣流(渦流紡紗),如圖5—3所示。這種旋轉(zhuǎn)氣流的流動(dòng)性質(zhì)近似螺旋線,是一個(gè)旋轉(zhuǎn)渦流場(chǎng),有切向速度、軸向速度和徑向速度。
它的徑向速度、軸向速度比切向速度小得多(見(jiàn)第四章噴氣紡紗中的分析)。切向速度的大小,表示氣流承載纖維運(yùn)動(dòng)的能力以及對(duì)承載纖維形成的離心效應(yīng)。
在圓管內(nèi),渦流場(chǎng)的氣流流動(dòng),除邊界(管壁)形成很薄一層附面層(氣流壓力和速度符合附面層分布規(guī)律)外,基本上近似固體渦流旋轉(zhuǎn),徑向壓力差為:
式中:ρ為空氣密度;r為渦流半徑;ω為渦流旋轉(zhuǎn)角速度;P1為渦流邊界壓力;Pr為距中心半徑為r處的氣流壓力;r1為邊界層距渦流中心距離;rr為距離中心為r處的半徑;V為渦流的旋轉(zhuǎn)切向速度;V1為渦流場(chǎng)邊界氣流速度;Vr為距中心半徑為r處的氣流速度。
對(duì)于穩(wěn)定渦流場(chǎng),管內(nèi)真空度不變,P1、V1是一定的常量。渦流中心:r=0,Vr=0,因此
可以看出,渦流中心處的壓力比渦流邊界(接近管壁)處低而形成真空,如圖5—4所示。
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