传统环锭纺因为存在着加捻三角区,使得纱线的毛羽增多,严重影响纱线的质量,导致其制品的质量下降,难以满足现代人们的追求。集聚纺的出现则很好的解决了毛羽过多的问题,集聚纺技术就是在环锭纺系统的基础上增加一个集聚区,利用这个集聚区将松散的须条进行聚集来减小加捻三角区,提高纱线的质量。本文以应用较为广泛的四罗拉网格圈集聚纺和江南大学自主研发的全聚纺作为研究对象,利用FLUENT软件对集聚区的流场进行模拟研究,表征了集聚区域的气流分布情况,给出了速度分布规律的数值表征,利用MATLAB软件对集聚区纤维的运动轨迹进行探究,给出了纤维的集聚机理,继而对集聚区内气流定负压和变负压下的成纱质量的作用机理进行理论研究,为实际集聚纺系统改进和优化奠定理论基础。首先,构建了四罗拉集聚纺和全聚纺的物理模型,利用FLUENT软件对两者的集聚区进行了流场的数值计算,然后将数值计算的结果提取,在集聚区的前区,中区,后区各设置一条速度分布曲线,提取三个有代表性位置的气流压强分布和速度分布。其次,将之前所计算出的结果提取,导入到MATLAB中做三维插值处理,再用微元法建立纤维的动力学模拟,运用MATLAB软件编辑动力学方程,从而模拟两者集聚区单纤维的运动轨迹。最后,定负压实验模拟了两者吸风负压分别为-2800Pa、-2600Pa、-2400Pa、-2200Pa下18.8Tex的棉纱的运动轨迹,并纺制纱线进行测量与对比分析,还进行了变负压实验检测吸风槽负压分别为-2800Pa,-2600Pa,-2400Pa,-2200Pa的条件下纺制29.2Tex,14.6Tex,9.2Tex的棉纱并检测探究,结合气流速度分布规律和纤维运动轨迹,对纱线的性能进行深入探讨。实验结果表明:(1)就两者的流场分布而言,两者的静压分布规律相同,气流从集聚区两侧流入内侧;两者集聚区的前区,中区,后区速度分布情况大致相同,而两者对应的三个区域的速度分布规律不同;综合分析两者静压和速度的分布规律,从气流的作用上角度表明全聚纺具有更好的集聚作用。(2)通过模拟纤维运动轨迹可以发现:四罗拉集聚纺纤维在横向集聚方向上有较大的横向位移;单纤维的运动轨迹具有规律性,但中间微元时间段的位移具有随机性,纤维在气流力和摩擦力的共同作用下产生抱合;全聚纺纤维的分布有序,从喂入点径直的向中心移动,单纤维集聚成小的纤维束,但少有小纤维束集聚成大的纤维束,没有四罗拉集聚纺那样会产生过多的相互纠缠。(3)通过一系列纱线实验表明:若考虑成纱的强力,四罗拉集聚纺和全聚纺压强的影响效果相似,用较大的负压有助于提高低支纱的强力,而纺制中高支纱则要选用合适的负压值,就条干而言,四罗拉集聚纺纺制低支纱所选用的负压应适当偏大,纺制高支纱时的负压则应适当降低,全聚纺纺制低支纱可选用较大的负压值,在纺制中高支纱可选用适当的负压值。