脉动集聚纺系统是由无锡万宝纺织机电公司研发的一种新型网格圈式负压集聚装置,其对异型管集聚槽做了分段式处理,具有脉动集聚效应,又称脉聚纺(以下简称脉聚纺)。脉聚纺系统因其独特的集聚槽结构而具有不同的负压分布和集聚效果。对于脉聚纺的研究现仅停留于对集聚装置的理论分析阶段,对其集聚流场中气流运动规律、纺纱机理与纺纱效果、工艺参数等尚缺乏研究。本论文借助计算流体力学(CFD)方法,对脉聚纺集聚区流场分布特征进行了理论探讨和试验验证,通过纺纱试验设计对脉聚纺纱线性能做了分析,并采用二次通用旋转组合设计优化脉聚纺相关工艺参数,深入研究了脉聚纺集聚装置,为实际生产中系统优化提供参考。本论文主要研究内容如下:建立脉聚纺集聚区三维物理模型,利用计算流体力学软件对集聚区进行数值模拟与表征,得到脉聚纺集聚区三维流场的负压分布特征及气流运动规律;选取脉聚纺集聚区模型三个不同截面的静压分布图与气流速度矢量图与集聚纺相应模拟区进行对比,分析两者负压分布与气流运动规律的异同;对脉聚纺集聚槽不同位置流场分布进行分析,与集聚纺对比研究脉聚纺集聚机理及集聚效果,并加以试验验证,最后得到结论:脉聚纺集聚区负压与集聚纺集聚区负压大小近乎相等,但脉聚纺集聚流场中气流速度明显高于集聚纺,因此可以说脉聚纺负压利用率要高于集聚纺,负压配置更加优化;脉聚纺中间段无负压分布,相比集聚纺对须条集聚能力减弱,但脉聚纺对须条前进方向上阻力减小,因此相对集聚纺,脉聚纺对纱线毛羽品质更有利。为研究脉聚纺纱线品质,本文设计多组试验方案,从纱线支数、纺纱原料、纺纱系统和负压四个方面分析了脉聚纺纺纱性能,并与集聚纺纱线对比,最后得出结论:与集聚纺纱线相比,脉聚纺纱线毛羽品质有所提升,条干及强伸性能稍有下降,但相差不大;相比低支棉纱线,脉聚纺更适合纺制粘胶等化纤类高支纱。脉聚纺纺纱过程中存在最佳负压等纺纱工艺参数,为找出脉聚纺纺纱最优参数组合,选取锭子转速、捻系数和负压作为设计因素,采用二次通用旋转组合设计建立各参数有效方程,并利用MATLAB软件绘制各参数与成纱质量指标之间的关系图,最后采用随机搜索法找出脉聚纺最优工艺参数组合,最后得出结论:捻系数和负压对纱线断裂强度影响较大,锭子转速和捻系数对纱线细节影响较大,负压对纱线毛羽影响最大;在本试验条件下,脉聚纺纺纱最优参数组合为:锭子转速10082r/min,捻系数469,负压1682Pa。