紧密纺是在改进的环锭细纱机上进行纺纱的一种新型纺纱技术,旨在解决普通的环锭纺存在加捻三角区这一问题。其中,四罗拉负压式占据紧密纺使用总量的70%,据市场主导地位。对于集聚区内流场分布的分析研究一直是负压式紧密纺技术研究的重点和难点,尤其是采用计算流体力学方法已取得许多丰硕的科研成果,但关于四罗拉负压式紧密纺集聚区流场的研究至今未见。气流集聚效能较低,这是负压气流集聚有关气流流动方向和规律的问题需要进一步研究改进的。气流导向装置能够起到提高纱线性能和节能减耗的作用,但目前只有立达网眼罗拉型紧密纺系统有此装置。针对此,本论文借助计算流体力学方法,对加装气流导向装置的四罗拉负压式紧密纺系统集聚区流场分布进行理论探讨,为实际系统优化设计奠定理论基础。本文的研究目的是得到加装气流导向装置的四罗拉紧密纺集聚区的流场分布。首先,借助计算流体力学(CFD)软件研究加装气流导向装置的四罗拉紧密纺集聚区流场分布;其次,通过纺纱实验对所得结论进行验证。主要研究内容如下:采用Gambit软件建立加装气流导向装置的四罗拉紧密纺集聚区的三维物理模型,再导入Fluent软件转化成数学模型,并进行数值模拟计算,得到集聚区三维流场的气流分布规律。通过对比未加装和已加装气流导向装置的集聚区流场的静压和流速分布,分析气流导向装置对集聚区流场的影响。对气流导向装置不同的安装位置下的集聚区流场的静压和流速分布进行模拟,分析其对集聚区流场变化的影响。通过纺纱实验,探讨气流导向装置的应用效果,验证流场模拟的正确性。结合流场模拟和纺纱实验得出以下结论:负压作用的范围主要集中在吸风斜槽附近区域,吸风斜槽中心线位置流速达到最大值。相对于未加装气流导向装置,加装气流导向装置的四罗拉紧密纺集聚区,在须条集聚方向负压的作用区域明显扩大,流速提升,负压利用率更高,最大有效负压值增加12.5%左右,负压的利用率增加7.14%左右,集聚效果更明显,气流稳定性更好,尤其对纺制高支紧密纱,气流导向装置的节能降耗作用更加明显。气流导向装置不同安装位置下的集聚区的静压和流速分布不同,气流导向装置的安装位置越小,在须条集聚方向负压的作用区域越大,流速提升越多,负压利用率越高,但纺纱实验证明:如果气流导向装置的安装位置过小,所纺纱线较粗,气流导向装置就会干扰正常纺纱,反而使纱线各项性能指标降低,因此纺制不同线密度的纱线,其最佳的气流导向装置的安装位置不同。