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传统染整工艺复杂,带液量较大,具有耗能高、耗水量大、污染严重等缺点,在能源危机和环境污染日益严重的今天,探索新型的染整技术对于节约能源和保护环境具有重要意义。静电喷雾染整技术结合了气液双流体喷雾和静电雾化的优点,能够实现染整带液量小,整理液可回收利用,节能降耗目的。本文在中国纺织工业协会科技项目(No.2011051)的资助下,创新性地将静电喷雾技术应用于染整工艺,设计了双流体静电喷雾染整系统并通过实验对织物单向导湿效果、静电喷雾两相流场特性及雾滴沉积均匀性等进行了系统研究。内容涉及荷电多相流与纺织学科交叉,为发展静电喷雾染整系统及工艺技术奠定了研究基础,主要工作如下:
1、设计了双流体喷枪荷电感应装置及静电喷雾染整实验台,分析了采用静电喷雾技术进行织物单向导湿功能性整理的可行性,研究表明:静电喷雾技术可以较好地实现织物单向导湿功能,并发现静电喷雾两相流场特性对织物单向导湿效果及染整均匀性均具有重要影响,且在实际应用中需采用喷雾阵列以满足一定幅宽织物染整的工艺要求。
2、通过PIV技术对单喷枪及双喷枪雾化射流相互作用流场进行了测量,系统地研究了喷枪液体流量、扇形压力、雾化压力、充电电压及电极环气幕等因素对两相流场的影响及作用规律。采用粒度分析仪测量并分析了荷电与非荷电工况下不同位置雾滴粒径的分布情况。
3、设计并建立了多喷枪静电喷雾染整实验系统。对影响染整均匀性的喷枪阵列形式进行了实验研究,分析了两喷枪之间的横向距离、纵向距离以及喷枪距离染整面的垂直距离对雾滴沉积均匀性的影响,并根据评价标准确定了多喷枪阵列的最优组合方式。研究表明:对雾滴沉积均匀性的影响程度分别为高度H、横向距离L1、纵向距离L2,获得了实验条件下最优组合参数为H=45cm、L1=60cm、L2=0cm。