织物扭曲变形是单面纬平针织物中常见问题之一，即影响针织物及服装的美观，又降低了针织面料的裁剪利用率。已有研究结果表明：纱线中的残余扭矩是导致针织物的扭曲变形的主要因素。针对此，本课题拟通过在细纱机前罗拉输出口与导纱钩之间加装一种涡旋气流装置，通过改变涡旋气流方向和气流压力，从而改变纺纱三角区几何形态以及纤维张力分布，继而达到改善成纱质量尤其是降低纱体内部残余扭矩的目的。本课题将对该过程进行系统研究，并通过相应织物性能测试进一步验证。本文首先对动态纺纱三角区中的纤维张力分布以及纱线扭矩进行理论研究，建立了静态纺纱三角区中纤维张力分布理论模型以及由纤维张力引起的纱线扭矩模型。在此基础上，考虑到涡旋气流方向和气流压力是影响纺纱三角区几何形态的关键因素，课题以自主研发的涡旋气流装置为基础，在其他工艺参数不变的情况下，通过改变气流加压以及涡旋气流方向分别纺制20s、40s、60s的纯棉精梳纱，并分别测试纱线扭结数、成纱毛羽、成纱强力以及成纱条干等指标。同时，在纺纱过程中利用高速摄像机拍摄不同气流压力下的动态纺纱三角区图片，并且结合纱线测试结果，综合分析涡旋气流对纺纱三角区形态及纱线扭矩的影响。最后，对涡旋气流纱进行织造，分析相应织物的外观性能、力学性能以及透气性能。试验结果表明：本实验都是针对Z捻纱，与环锭纱相比，左涡旋气流纱可使成纱毛羽明显改善，随着加压量的增加，三角区的高度和宽度减小，三角区各根纤维向纱轴中心集聚，边缘纤维向心压力减小；而右涡旋气流可有效降低纱线扭结数，随着气流加压量的增加，纺纱三角区左侧纤维张力也逐渐增大，使得左右两侧纤维径向张力保持平衡，从而纺纱三角区形成一个均匀对称的几何三角形。最后，在同支数、同捻系数、同Z捻的情况下，与普通环锭纱针织物的性能相比，指出：右涡旋气流纱针织物可明显改善织物纵行歪斜程度；左涡旋气流纱针织物的厚度、单位面积干燥重量、织物顶破强力以及织物透气性能均优于环锭针织物和右旋针织物。