摘 要：纖維輸毛管的設計對粘膠纖維或Lyocell短纖維絲束的開松效果至關重要。為了探究纖維絲束在輸毛管中的開松機理以及管道內流場狀態(tài)對纖維運動狀態(tài)的影響，采用三維建模軟件建立輸毛管流場模型，在商用軟件Cradle CFD中建立纖維絲束模型結合流場進行耦合計算，研究分析了2000根長度為38 mm纖維絲束在輸毛管中的運動過程。結果表明：在輸毛管中纖維絲束受到流場作用的差異形成了纖維絲束運動的速度差，這是纖維絲束開松的主要原因；輸毛管的豎直圓形管道處存在較大的壓力梯度，使纖維絲束整體受到壓力差異，也為纖維開松創(chuàng)造條件；輸毛管的錐型管位置處的速度場較復雜，有利于纖維絲束開松；管徑的變化導致產生漩渦，阻礙了纖維的輸送。研究結果可為化纖與紡織行業(yè)輸毛管設計提供參考。

關鍵詞：輸毛管；流場模型；Cradle CFD；纖維絲束；開松

中圖分類號：TS152.8

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2024）03-0029-09

收稿日期：20230808

網(wǎng)絡出版日期：20231025

基金項目：國家自然科學基金項目（51875586）；“紡織之光”基礎研究項目（2017104，2019067）

作者簡介：王進（1991—），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，主要從事紡織機械設計方面的研究。

通信作者：于賀春，E-mail： yuhechun1106@126.com

在化纖行業(yè)中，粘膠或Lyocell短纖維的開松處理是纖維成品前的一道重要工序，而開松處理設備通常選用輸毛管。輸毛管將經(jīng)多臺切斷機切斷的束狀粘膠或Lyocell短纖維開松沖散，并輸送到給纖槽和精煉機，利于給纖槽均勻鋪毛、加強精煉機淋洗效果，提高纖維成品品質。然而，傳統(tǒng)的輸毛管主要起輸送作用，對開松纖維要求不高［1］。探索束狀纖維在輸毛管中的開松機理及管道內流場狀態(tài)對纖維運動狀態(tài)的影響，對促進輸毛管管道結構合理化設計，提高纖維開松效果至關重要。

隨著計算流體力學技術的發(fā)展，目前含纖維流場的計算流體動力學 （Computational fluid dynamics， CFD）模擬在紡織領域受到廣泛關注。錢成等［2］通過單向耦合方法對集聚紡集聚區(qū)內流場分布及纖維運動軌跡進行了模擬，結果發(fā)現(xiàn)相比于四羅拉積聚紡，全聚紡內纖維聚集較為均勻，只有少量纏繞。鄧茜茜等［3］通過比較輸棉通道不同位置時轉杯紡紗通道內氣流分布特征及纖維運動軌跡的差異，分析了不同工況下的氣流分布特征和流場對纖維運動的影響。林惠婷等［4］采用數(shù)值模擬和實驗相結合的方法研究轉杯紡紗通道內的氣流流動特性、氣流流動與纖維運動形態(tài)的關系，進而對紡紗器結構和紡紗工藝參數(shù)進行優(yōu)化設計。Chen等［5］使用轉杯中的纖維的粒子模型來探索影響粒子在凝聚槽內運動的因素，給出了纖維粒子運動的數(shù)學模型。Yang等［6］利用流體動力使平行于輸送它們的主流體的單根纖維對齊，基于在近乎無旋流中使用收斂流線來提供必要的力矩來使纖維旋轉，將纖維運動和氣流流向進行了耦合計算。Hamedi等［7］研究具有不同取向角度、長度和柔韌性的單個纖維在單個圓柱形物體周圍的行為，結果表明纖維的初始取向角對纖維與圓柱體接觸時的柔韌性和形狀有影響。楊瑞華等［8］通過Fluent和EDEM模擬了纖維在轉杯紡紗通道內的運動狀況，分析了1 mm和16 mm纖維在轉杯內的運動特征。韓萬里等［9］通過數(shù)值模擬和實驗驗證相結合驗證了纖維在熔噴氣流場中的運動軌跡，發(fā)現(xiàn)纖維成形過程中出現(xiàn)連續(xù)的半環(huán)形牽伸圈、鞭動對纖維細化有重要影響。目前國內外有關纖維運動的研究多集中在流場對單纖維運動狀態(tài)的影響，而關于含大量纖維的纖維絲束在流場中的運動狀態(tài)的研究尚少，因此開展流場對纖維絲束的開松影響的研究具有愈發(fā)重要的意義。

綜上所述，本文通過建立輸毛管流場模型和纖維模型，利用流體仿真軟件Cradle CFD對纖維絲束在輸毛管流場中的運動過程進行耦合計算，比較輸毛管不同位置處流場的分布特征及不同時刻下纖維運動軌跡，探究纖維絲束在輸毛管中輸送時的開松機理，以及輸毛管內流場狀態(tài)對纖維運動的影響。本文研究可以為化纖與紡織行業(yè)輸毛管設計提供參考。

1 輸毛管流場模型構建

1.1 幾何模型

利用三維建模軟件建立的研究對象模型如圖1所示，輸毛管模型主要為豎直圓形管道L1，水平圓形管道L2、L3，長度分別為l1、l2、l3；U型管道U1；圓錐管C1；彎管W1、W2。模型參數(shù)：豎直圓形管道L1管徑D1為200 mm，長度l1為1000 mm；水平圓形管道L2、L3管徑D2為300 mm，長度l2為2000 mm，l3為"2000 mm；圓錐管C1的小孔徑為D1、大孔徑為D2，長度l4為 200 mm；U型管是半徑為500 mm的半圓，彎管W1、W2曲率半徑為200 mm。

1.2 系統(tǒng)描述

輸毛管流體輸送系統(tǒng)遵循三大守恒定律：質量守恒、動量守恒、能量守恒。本文研究暫不涉及溫度變化對輸毛管輸送纖維的影響，所以輸毛管中流場輸送滿足方程（1）即可：

輸毛管中的液體介質流動為不可壓縮流體，因此密度ρ不隨時間變化，式（1）可以變化為：

式中：t表示時間；u表示流體速度矢量；ui（i=1，2，3）表示u在坐標分量xi（i=1，2，3）方向上的分量；μ表示粘度系數(shù)；p表示壓力；Si表示xi方向上的廣義源項。

流場采用瞬態(tài)，壓力求解器，RNG k-ε湍流模型及壁面函數(shù)法進行計算，對流項采用二階迎風格式離散，用基于SIMPLEC的PISO算法對流場進行求解。

1.3 網(wǎng)格模型和邊界條件

Cradle CFD前處理可以對導入的管道三維模型進行網(wǎng)格劃分，由于計算的流體區(qū)域較為規(guī)則，所以對整體區(qū)域直接進行網(wǎng)格劃分，整體采用六面體結構網(wǎng)格，并且對管道邊緣的管壁區(qū)域進行網(wǎng)格細化。圖2（a）所示為Cradle CFD對模型進行網(wǎng)格劃分前的八分木模型，圖2（b）所示為管道模型網(wǎng)格劃分后的模型。

邊界條件設置：對于進口邊界，根據(jù)實際工程需要，該輸毛管入口的流體入流條件設置為速度入流1 ms；對于出口邊界設置為靜壓出流-自然流出；對于固體邊界，管道壁面采用無滑移邊界條件。

2 纖維模型的建立

2.1 動力學方程

纖維作為長徑比大的柔性體，與普通剛性體相比，其物理特征相對比較復雜，不僅考慮纖維自身的彎曲變形，還要考慮其空間位移變化。為了表示纖維在運動過程中所展現(xiàn)出的柔性特征， Cundall等［10］提出離散元法（DEM）對不連續(xù)材料的運動進行求解分析。在離散元法中，將不連續(xù)材料表示為固體粒子的集合體，并根據(jù)牛頓第二定律求解每個粒子的運動方程，以此表示不連續(xù)材料的流體運動。纖維粒子動力學方程表示為：

式中：mi表示粒子i的質量；ri=xi（t）i+yi（t）j+zi（t）k"表示粒子i在流場中的位置；Fb表示粒子i受到的彎曲恢復力；FD表示粒子i在流場中受到的阻力。根據(jù)粒子在流場中的動力學方程，得到不同時間粒子的流場位置，即纖維在流場中的運動軌跡。

纖維在輸毛管中與流體的耦合運動，可以視為纖維的質量和受力全部集中在球狀粒子上，球狀粒子在輸毛管流場中的空間位置變化即代表著纖維在輸毛管流場中的運動。如圖3所示，本文通過將多個大小相同的粒子通過一維連接成弦狀來表示纖維這種長徑比和變形比較大的纖維模型，其相鄰粒子之間的聯(lián)結被看作由一個彈簧，阻尼器構成。其采用Choi等［11］的模型，該模型是一個非線性的彈簧模型，它考慮了纖維的屈曲對彎曲運動的影響，相鄰粒子之間的連接對拉伸運動具有恢復力Fs。Fs可用式（5）表示：

彎曲運動是表達纖維運動的重要因素， Choi模型充分描述了相鄰的粒子的運動，相鄰粒子間壓縮或彎曲運動的恢復力可用公式（6）—（8）表示。

式中：Fs，b表示拉伸彎曲運動的恢復力；ks，b表示彈簧抗拉伸彎曲運動的剛度；Cb表示屈曲前彈簧抗小變形的剛度，通常與ks相同。xi，j表示粒子坐標位置；"ξi，j表示粒子xi到xj的方向向量；κ表示曲率；L表示彈簧的自然長度，通常是粒子間的初始距離。

纖維在輸毛管中所受到的外力主要是流場施加的，其對纖維的阻力FD［12］可表示為：

式中：β表示動量交換系數(shù)；ε表示孔隙率；uf表示流體速度；vp表示粒子速度；Vp表示粒子體積。

2.2 接觸模型與凝聚模型

由于粘膠纖維采用NMMO甲基嗎啉溶劑法生產，在進入到輸毛管入口時具有一定的粘性，因此在建立纖維絲束模型時引入了接觸模型和凝聚模型。

纖維和壁面以及纖維和纖維之間的接觸采用Hertz-Mindlin模型［13］。其法向彈性力Fns與法向重疊數(shù)δ的函數(shù)關系公式表示為：

當量楊氏模量E*和當量半徑R*定義為：

式中：Ei和Ej表示接觸粒子的楊氏模量；vi和vj表示接觸粒子的泊松比；Ri和Rj分別表示接觸粒子的半徑。

凝聚模型為線性模型，線性模型提供相互平行作用的線性和阻尼元件，線性分量提供線性彈性（無張力）摩擦行為，而阻尼分量提供粘滯行為。粘聚力Fcohesion［14］與法向重疊數(shù)δ的函數(shù)關系表示為：

式中：k表示內聚力能量密度；取100 Jm3。

如圖4所示，纖維絲束模型是單纖維模型矩陣排列而成的束狀模型，纖維的密度為1540 kgm3，摩擦系數(shù)為0.7，滾動阻力系數(shù)為0.2，泊松比為0.25，彈簧常數(shù)為50 Nm。

3 模擬結果分析

3.1 輸毛管中的壓強與速度分布分析

圖5顯示了輸毛管Y=0、X=3.1m截面處壓力分布。圖5（a）顯示沖毛水在輸毛管中流動時管內及對管壁各處的壓力自入口處-8770 Pa逐漸增大到U型管U1最低處的6101 Pa，其原因是沖毛水流速與深度不斷增加的雙重作用下，沖毛水產生較大的壓力梯度。而隨著液位上升，在U型管最低處至U

型管與錐型管C1接口處，管內的壓力逐漸減小至1405 Pa。錐型管C1口徑200 mm增大到300 mm，由于管徑的增大，沖毛水自錐型管C1流入到水平管L1，L3中，沖毛水流動狀態(tài)轉變?yōu)椴怀錆M狀態(tài)，從"圖5"可以看出，管內的壓力分布為622～1405 Pa，在水平管L2和水平管L3中沖毛水液面位置處管內壓力為622 Pa，輸毛管底部壓力為1405 Pa。輸毛管內的液體壓力梯度使纖維在管道中輸送時受到不同的壓力作用，對纖維絲束的輸送開松有一定的作用。

圖6顯示了輸毛管在Y=0、X=3.1 m截面處的流體速度分布和矢量分布。從圖6（a）可以看出，在輸毛管的入口邊界條件速度為1.0 ms時，沖毛水在管壁附近的速度為0.1 ms，管內部的流體速度為1.0 ms，管道內存在較大的速度梯度；在豎直管L1部分，沖毛水在入口速度和重力的作用下流動，其速度均勻維持在1.0 ms，而在U型管U1部分可以看到，由于管路形式發(fā)生改變，在豎直管L1與U型管U1連接處，流場速度發(fā)生了微變，沖毛水速度從1.0 ms左右增加到1.1 ms，變化的速度區(qū)域主要集中在U型管左半部分，從豎直管L1與U型管連接處延伸到了U型管最低處。U型管右半部分的流場速度依舊穩(wěn)定在1.0 ms左右，U型管與錐型管C1連接彎管W1處流場速度產生了較復雜的速度場交混區(qū)域，這是因為沖毛水順著U型管右半部分運動到彎管W1位置時，沖毛水撞擊彎管管壁，產生能量且運動方向發(fā)生急劇變化，從而導致沖毛水的流速度在瞬間產生了升高和降低的不同速度變化，其速度區(qū)間主要集中在0.4、1.0、1.3 ms，是輸毛管管道流場較為復雜的區(qū)域。沖毛水流入到輸毛管的水平管L2時，由于流體域體積發(fā)生變化，流場中速度從彎管W1處1.3 ms逐漸減小至0.6 ms，此處流場的速度大幅下降有利于纖維絲束的開松，但影響纖維的輸送速率。從圖6（a）和圖6（b）可以看出，沖毛水經(jīng)過彎管W2處沖毛水速度從0.6 ms增長到1.3 ms，與輸毛管U型管與水平管連接彎管處W1的流場情況相似，沖毛水運動過程中撞擊管壁，運動方向發(fā)生變化，流速主要表現(xiàn)為增大。圖6（b）"顯示，相比于圖6（a）水平管L2處，水平管L3內流場速度較大，其不同速度場域分布較多但速度相差不大。速度主要集中在0.7～1.1 ms，速度梯度較小，有利于纖維的均勻輸出。錐形管C1的設置減小了沖毛水在輸毛管流動時的體積占比，使生產過程中產生的硫化等有害氣體與液體分離，便于后續(xù)收集。圖6（c）顯示彎管W1與錐形管C1連接處，沖毛水水流方向發(fā)生改變，又因為錐形管C1管徑從200 mm增大至300 mm導致錐形管下部產生流體漩渦。而圖6（d）中，水平管道L3流場矢量方向一致，有利于纖維的持續(xù)輸送。

3.2 纖維在輸毛管中的運動分析

圖7—圖11顯示了不同時刻下2000根長度為38 mm纖維絲束在輸毛管中的運動開松狀態(tài)。圖7顯示，0.02 s時，纖維絲束由切斷機切斷初始進入輸

毛管中，束狀纖維絲束聚集緊密，受到?jīng)_毛水的作用較小，參考速度標尺，纖維絲束整體各部分速度相同，在沖毛水輸送和重力的作用向前運動。對比"圖7（a）和圖7（b）可以看出，0.02～1.0 s過程中，纖維絲束整體做加速運動，1.0 s時纖維絲束由于受

到的沖毛水的作用不均勻，纖維絲束局部運動速度在0.8～1.3 ms區(qū)間，纖維絲束整體發(fā)生位錯，進行開松。圖8（a）顯示，2 s時纖維絲束緊貼輸毛管管壁運動，在U型管底部纖維絲束整體運動方向發(fā)生漸變，貼附管壁的向前運動的過程中纖維速度降低，但部分呈現(xiàn)出疏松狀。此刻纖維速度為"0.75 ms，小于沖毛水的速度1.0 ms，纖維向前輸送的動力主要是輸毛管中沖毛水的作用。從圖8（b）可以看出，3 s時纖維絲束在經(jīng)過U型管與錐型管連接彎管W1時，纖維整體開松面積增大，纖維速度差異明顯，纖維在經(jīng)過彎管復雜的流場區(qū)域為纖維絲束開松創(chuàng)造了有利條件，這與圖6（a）表現(xiàn)出的流場特征相印證。圖9顯示，纖維經(jīng)過錐型管C1時，進入到水平管L2時，纖維整體被分割為兩部分在輸毛管中運動，一部分纖維在向前運動時出現(xiàn)回流運動現(xiàn)象，這是由于受到流場中漩渦的影響，與圖6（c）流場狀態(tài)相一致。前者在水平管道中運動速度降低，聚集在一起，這是因為在水平管L2處，沖毛水的速度經(jīng)過彎管W1時先增大后減小所導致的。后者在漩渦中做“轉圈”運動，因此管道的設計應避免管道漩渦的出現(xiàn)，這與茅孫良等［15］研究相一致。從"圖9—圖11可以看出，5～8 s時明顯看到纖維被水流漩渦完全分成兩部分，前者纖維整體經(jīng)過水平彎管W2處速度隨沖毛水增大，在水平管道L3中整體進一步拉長開松，但沒出現(xiàn)整體分割現(xiàn)象，而是連續(xù)輸送出。纖維在經(jīng)過管道的彎管處時，流場中的速度容易發(fā)生驟變，有利于纖維開松，在管道水平處輸送時，纖維整體被拉長，聚集密度降低，保證纖維開松的同時也使纖維持續(xù)均勻輸出。

4 結 論

利用了流體仿真分析軟件對含2000根長度為38 mm纖維絲束在輸毛管中的運動過程進行了數(shù)值模擬研究，分析討論了纖維絲束在輸毛管中的開松機理；比較輸毛管不同位置處流場的分布特征及不同時刻下纖維運動軌跡，探究了輸毛管流場狀態(tài)對纖維運動軌跡的影響，得到了以下主要結論：

a）當纖維絲束進入豎直管道中，在水流和自身重力作用下呈現(xiàn)加速狀態(tài)；管道流場中存在壓力梯度和速度梯度，纖維在管道中的輸送過程受流體作用產生局部速度差，促使纖維位錯，達到開松效果。

b）沖毛水在輸毛管彎管處流速變化較大，產生的速度梯度有利于纖維絲束開松；水平管道流場速度梯度較小，速度變化較為平穩(wěn)，使纖維整體呈現(xiàn)拉長開松，提高纖維在輸送過程中的開松效果，并持續(xù)均勻輸出。

c）輸毛管管徑尺寸的突然增大導致輸管道產生漩渦，阻礙纖維的向前輸送，因此輸毛管管道設計應當避免管徑尺寸的突然增大，以減少纖維纏繞現(xiàn)象。

本文研究結果闡述了纖維絲束開松的基本機理，揭示了輸毛管內流場狀態(tài)對纖維輸送的影響，研究結果可以為化纖與紡織行業(yè)的輸毛管設計提供參考。

參考文獻：

［1］"千翠娥，王朝輝，任曉霞，等.一種適用于粘膠短纖維輸毛管的纖維管路開松裝置：CN205474156U［P］.2016-08-17.

QIANCui'e， WANG Chaohui， REN Xiaoxia， et al. A fiber pipeline opening device suitable for viscose staple fiber delivery pipe： CN205474156U［P］.2016-08-17.

［2］"錢成.集聚紡集聚區(qū)內流場分布及纖維運動軌跡模擬分析［D］.無錫：江南大學，2020.

QIAN Cheng. Simulation and Analysis of Flow Field Distribution and Fiber Trajectory in Aggregation Region of Compact Spinning［D］.Wuxi： Jiangnan University， 2020.

［3］"鄧茜茜，楊瑞華.輸棉通道位置對轉杯紡纖維運動的影響［J］.絲綢，2020，57（8）：42-49.

DENG Qianqian， YANG Ruihua. Effect of fiber transport channel position on fiber motion in rotor spinning［J］. Journal of Silk， 2019，57（8）：42-49.

［4］"林惠婷.轉杯紡紡紗器氣流場分布及纖維在輸纖通道內運動的研究［D］.上海：東華大學，2017.

LINHuiting. Study on The Airflow Characteristics and Fiber Motion in the Transfer Channel in Rotor Spinning［D］. Shanghai： Donghua University， 2017.

［5］"CHEN R H， SLATER K. Particle motion on the slide wall in rotor spinning［J］. Journal of the Textile Institute，1994，85（2）： 191-197.

［6］"DANG H H. Dynamic analysis method for fluid-structure interaction based on ANSYS［J］. Ship amp; Ocean Engineering， 2008，37（6）： 86-89.

［7］"HAMEDI N， WESTERBERG L G. Simulation of flexible fibre particle interaction with a single cylinder［J］. Processes， 2021， 9（2）： 191.

［8］"楊瑞華，何闖.纖維在轉杯和輸纖通道中的運動模擬［J］.絲綢，2022，59（7）：40-48.

YANGRuihua， HE Chuang. Simulation of fiber movement in the rotor and fiber transport channel［J］. Journal of Silk， 2022，59（7）：40-48.

［9］"韓萬里，謝勝，王新厚，等.熔噴氣流場中的纖維運動模擬與分析［J］.紡織學報，2023，44（1）：93-99.

HAN Wanli， XIE Sheng， WANG Xinhou， et al. Simulation and analysis of fiber motion in airflow field of melt blowing［J］. Journal of Textile Research，2023，44（1）：93-99.

［10］"CUNDALL P A， STRACK O D L. A discrete numerical model for granular assembles［J］. Géotechnique， 1979， 29（1）：47-68.

［11］"CHOI K J， KO H S. Stable but Responsive cloth ［J］. ACM Transactions on Graphics， 2002， 21（3）： 604-611.

［12］"SAKAI M， TAKAHASHI H， PAIN C， et al. Study on a large-scale discrete element model for fine particles in a fluidized bed［J］. Advanced Powder Technology， 2012， 23（5）： 673-681.

［13］"熊海浪.纖維在旋轉氣流場中的耦合運動機理研究［D］.杭州：浙江理工大學，2022.

XIONGHailang. Study on the Mechanism of Coupled Motion of Fibers in A Rotating Airflow Field［D］. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2022.

［14］"LUPO M， SOFIA D， BARLETTA D， et al. Calibration of DEM simulation of cohesive particles［J］. Chemical Engineering transactions，2019，74：379-384.

［15］"茅孫良，賀廣明.配有U形輸毛管的粘膠短纖維輸毛裝置：CN210341167U［P］.2020-04-17.

MAO Sunliang， HE Guangming. Viscose staple fiber wool conveying device with U-shaped wool conveying tube： CN210341167U［P］.2020-04-17.

Influence of flow field state in fiber delivery tube on the opening and loosening of fiber tows

WANG Jin1， CHENG Hepeng1， LI Shuai1， LU He2， CUI Yongzhi2， QIAN Cui'e2， YU Hechun1

（1.School of Mechatronics Engineering， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， China;

2.Hi-Tech Heavy Industry Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China）

Abstract：

In the chemical fiber industry， the opening treatment of viscose or Lyocell staple fibers is an important process before the finished fiber. The fiber delivery tube， one of the most important units of the post-treatment equipment， connects the cutting machine and the feed tank， and is used to transport the staple fiber cut off by the cutting machine and the flushing water. The viscose or Lyocell staple fiber cut by the breaker is fed to the feed tank， and the fiber is dispersed during the transportation process， so as to achieve uniform fiber laying of the feed tank， increase the washing effect of the refining machine， and improve the quality of the finished fiber. However， the traditional fiber delivery tube mainly plays the role of transportation， and the requirements for open fibers are not high. It is very important to explore the opening mechanism of bundle fibers and the influence of flow field state on fiber movement state to promote the rational design of fiber delivery tube structure and improve the opening effect of fibers.

In this paper， based on 3D modeling software and Cradle CFD numerical simulation software， the flow field model and fiber model in thefiber delivery tube were established to simulate the motion state of 2，000 fibers tow with length of 38 mm in the fiber delivery tube. The fluid inflow condition at the inlet of the fiber delivery tube was set as velocity inflow 1 ms， and the outlet was set as static pressure outflow-natural outflow. The flow field was calculated by using steady state， pressure solver， RNG k-ε"turbulence model and wall function method. The convection term was discrete by using second-order upwind scheme and was solved by using PISO algorithm based on SIMPLEC. Through the vector analysis of the pressure field， velocity field and flow field， and the analysis of the motion state of the fiber bundle in the fiber delivery tube， the influence of the flow field in the fiber delivery tube on the fiber movement was explored. The results show that when the fiber bundle enters the vertical pipe， it accelerates under the water flow and its own gravity. Due to the pressure gradient and velocity gradient in the pipeline flow field， the local velocity difference between the conveying process and the conveying fluid in the pipeline results in the opening effect of the fiber dislocation. The velocity of flushing water varies greatly at the bend of the fiber delivery tube， and the resulting velocity gradient is conducive to the opening of the fiber bundle. The flow field velocity gradient of the horizontal pipeline is small， and the speed change is relatively stable， so that the overall fiber is elongated and opened， which improves the fiber opening effect in the transportation process， and guarantees the continuously uniform output. The sudden increase in the diameter of the pipe leads to the vortex of the pipe， which hinders the forward transportation of the fiber. Therefore， for the design of the fiber delivery tube， the sudden increase in the diameter of the pipe tube should be avoided to reduce the phenomenon of fiber entanglement. In this paper， the results of the study describe the basic mechanism of the fiber bundle of opening， and reveal the fiber delivery tube flow field state influence on fiber transmission. Such results can provide reference for the design of the fiber delivery tube of chemical fibers and the textile industry.

Keywords：

fiber delivery tube; flow field model; Cradle CFD; fiber tow; opening and loosening