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摘要
以水刺加固喷嘴高速射流对聚合物纤维进行水力缠结加固成形的过程为研究对象，通过建立水刺加固喷嘴喷射流场理论模型，经过数值模拟研究了4个不同水刺加固喷嘴高压喷射流场的运动特征，并与粒子图像测速仪系统测试的结果进行了对比。结果表明：采用Realizable k-ε湍流模型描述水刺工艺水腔内喷嘴的喷射流场正确，建立的数值模拟计算求解方法有效，与实验测试值十分吻合；适当增大喷嘴喷口的高度，可使流体在喷嘴喷口轴向方向的速度增大；适当增大射流初始段的长度，可使流体的流量和压力增大，提高水刺非织造纤维网缠结效果；随着射流过渡段长度的增大，混合段(即过渡段和充分发展段)出口压力增大，喷射流体的速度增大，纤维网所受到的冲击力增大；适当减小喷嘴过渡段高度，混合段出口处压力增大，可以实现较大范围内喷射流体速度的增大，改善水刺非织造纤维网缠结效果。
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