醋酸纤维丝束作为烟草行业过滤嘴的重要原材料,加工工艺中的湿热处理能直接影响丝束质量。因此,本文对湿热处理工艺中的高速丝束产线高温雾化系统开展理论研究与工程设计,实现了一套具有能耗低、雾化颗粒小、雾化均匀的产线高温雾化系统工程样机开发。首先,对国内外纤维加热加湿设备进行总结分析,根据高速丝束产线高温雾化系统的功能要求,选用旋流雾化喷嘴。同时根据雾化温度和颗粒尺寸确定了雾化喷嘴的入口压力范围,利用FLUENT软件对旋流雾化喷嘴进行了流场分析,得到速度云图、压力云图,进而分析不同温度液体对旋流雾化喷嘴出口压力的影响。其次,为增加旋流雾化喷嘴湿热效果,在系统设计中将雾化与保温箱结合,将雾化装置置于半封闭的保温箱中。对保温箱内的高速移动丝束运动时所形成的涡流,进行了温度场流场双耦合数值模拟。针对不同气流速度下的保温箱进行仿真分析,分析其速度矢量云图、液滴分布情况,模拟获得的不同气流速度下中心面温度、组分数据对工程实践具有重要的参考价值,使得丝束高速经过保温箱时,雾化均匀,温度一致。再次,基于上述的理论研究,完成了高温雾化系统湿热工艺原理图、设备装配图设计,测控系统设计以及安全保护设计。在此基础上组装搭建了包括PLC、触摸屏、雾化泵、压力传感器、流量传感器、温度传感器等元件的实验台,完成了设定温度与加热系统的闭环PID控制功能以及雾化喷嘴压力调节功能。最后,在搭建的高温雾化系统实验平台上,采用非接触红外测温模块开展了丝束高速移动时保温箱内温度场流场状态测定实验,并对保温箱内实际的温度场进行了测定和对比,实验温度值与仿真值的相对误差最大为6.26%,最小为5.67%。理论与实验结合优化改进高速丝束产线高温雾化系统,增加保温设计、密封设计以及防爆设计。设备在现场运行稳定,完成了热湿功能,中心平面温度稳定,雾化颗粒均匀,满足了企业的生产需求。