Simulation und Analyse der Luftströmungsverhältnisse in Luftspinndüsen zur Herstellung von Stapelfasergarnen

Durch die Markteinführung des Murata Vortex-Spinnverfahrens (MVS) und des Rieter Air- Jet-Spinnverfahrens gewinnt das Stapelfaserspinnen mit Luft eine immer größere Bedeutung gegenüber den konventionellen und seit Jahren etablierten Spinnverfahren Ring- und Rotorspinnen. Aufgrund ihres technologischen Entwicklungstandes besitzen sowohl das MVS-Verfahren von Murata, Osaka (Japan) als auch das Air-Jet-Verfahren von Rieter, Winterthur (Schweiz) große Potentiale zur Produktions- und Qualitätssteigerung der hergestellten Garne. Diese können durch ein besseres Verständnis der Luftströmung in der Spinndüse und des Garnbildungsprozesses abgerufen und optimiert werden. Als Zielgrößen für die Verbesserung des Spinnprozesses werden die Injektorwirkung und die Drallwirkung definiert: - Die Injektorwirkung transportiert die Fasern vom Streckwerksausgang in die Garnbildungszone. - Die Drallwirkung versetzt die Mantelfasern in Rotation um den Garnkern. Während die Injektorwirkung direkt über den Luftmassenstrom an der Fasereintrittsöffnung gemessen werden kann, ist die Bestimmung der Drallwirkung nur indirekt über die Garndrehung möglich. Aufgrund der kleinen Düsenabmessungen und der schlechten optischen und mechanischen Zugänglichkeit sind klassische Messmethoden zur Strömungsmessung und zur Bestimmung der Drallwirkung ungeeignet. Durch den Einsatz der computergestützten numerischen Simulation ist eine Berechnung der Luftströmung in der Spinndüse jedoch möglich.