2026年纺纱原理试题题库及答案

2026年纺纱原理试题题库及答案1.单项选择题（每题2分，共20分）1.1在环锭细纱机上，纱条获得真捻的关键元件是A.前罗拉B.钢领与钢丝圈C.锭子D.导纱钩答案：B解析：钢领与钢丝圈的相对运动使纱条绕自身轴线回转，形成真捻；锭子只提供卷绕动力，前罗拉仅输出须条。1.2转杯纺纱中，剥离纤维的“剥纤区”位于A.转杯内壁最大直径处B.转杯滑移面与凝聚槽交界处C.转杯底部中心D.转杯颈部答案：B解析：纤维在滑移面末端受离心力与杯壁摩擦作用被剥离，进入凝聚槽并加捻成纱。1.3若喷气涡流纱的喷嘴压力P升高，则纱体结构最显著的变化是A.外包纤维缠绕角增大B.芯纤维根数减少C.纱直径显著减小D.纱捻度反向答案：A解析：P↑→切向旋流速度↑→外包纤维缠绕角α↑，芯纤维根数基本不变，直径略降，捻向不变。1.4环锭纱毛羽指数H与钢丝圈线速度v的关系可近似表示为A.H∝v^{0.5}B.H∝v^{-1}C.H∝v^{2}D.H与v无关答案：B解析：v↑→离心力↑→纱条对钢领的贴附增强，毛羽被“压入”纱体，H下降。1.5在集聚纺中，负压吸风槽宽度b缩小，则纱体残余捻幅S的变化趋势为A.S↑B.S↓C.S先↑后↓D.S不变答案：A解析：b↓→集聚区收窄→边缘纤维受控↓→残余捻幅S↑，纱体蓬松度略升。1.6转杯纺纱断头率λ与转杯转速n的关系实验曲线通常呈A.指数增长B.指数下降C.先降后升的“浴盆”形D.线性下降答案：C解析：低速区剥离不充分断头高；中速区剥离稳定断头低；高速区离心力过大断头再升。1.7若粗纱捻系数α_m增加，则环锭细纱机后区牵伸倍数E_b的设定应A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：B解析：α_m↑→粗纱紧密度↑→抗分叉能力↑，可减小后区牵伸以防细节。1.8涡流纺纱中，下列参数对成纱强力影响最小的是A.喷嘴入口旋流角B.纱引出速度C.纤维油剂含量D.纺杯直径答案：D解析：涡流纺无机械纺杯，D项为干扰项；其余三项均显著影响纤维缠绕及摩擦。1.9采用“低扭矩纺纱”技术后，纱体残余扭矩τ_r与常规环锭纱相比A.τ_r≈0B.τ_r↑C.τ_r↓约30–50%D.τ_r↑约20%答案：C解析：低扭矩装置在加捻区引入反向假捻，使残余扭矩显著下降。1.10在纺粘非织造工艺中，若熔体温度T↑，则纤维直径d_f的变化规律为A.d_f∝T^{0.5}B.d_f∝T^{-0.5}C.d_f∝T^{-1}D.d_f与T无关答案：B解析：T↑→熔体粘度η↓→在相同拉伸力下牵伸更充分，d_f减小。2.多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）2.1下列措施可同时降低环锭纱毛羽并提高强力的有A.集聚纺B.低扭矩纺C.钢领直径减小D.增大捻系数E.采用长绒棉答案：A、E解析：集聚纺通过边缘纤维集聚减少毛羽且强力↑；长绒棉纤维长、强力高；低扭矩纺降毛羽但强力略降；钢领直径↓反而毛羽↑；捻系数↑强力先升后降且手感变硬。2.2转杯纺纱的“二次捻”现象与下列因素相关A.转杯槽角度B.纱引出速度C.转杯转速D.纤维长度E.纺杯材质答案：A、B、C解析：槽角决定剥离点几何；引出速度与转速比决定捻回传递；纤维长度影响剥离稳定性；材质无直接关系。2.3喷气涡流纺纱头内，下列流动结构对成纱质量起决定作用A.切向旋流B.轴向回流C.附壁射流D.中心负压E.湍流脉动答案：A、C、D解析：切向旋流提供包缠动力；附壁射流稳定纱轴；中心负压吸引纱尾；轴向回流与湍流脉动主要影响断头。2.4关于涡流纺纱与转杯纺纱的对比，正确的有A.涡流纺纱速度更高B.涡流纺纱对纤维长度适应性更好C.转杯纱手感更硬D.涡流纱强力一般低于转杯纱E.两者均属于“自由端”纺纱答案：A、C、D解析：涡流纺引纱速度可达450m/min，高于转杯；对长纤维适应性差；转杯纱捻度大、手感硬；涡流纱外包缠结构强力低；涡流纺为非自由端，转杯为自由端。2.5在环锭细纱机牵伸区，浮游纤维变速点分布受哪些因素控制A.皮辊硬度B.罗拉隔距C.粗纱捻度D.纤维长度整齐度E.车间湿度答案：A、B、C、D解析：湿度主要影响静电与毛羽，对变速点分布影响最弱。3.判断改错题（每题2分，共10分；先判断对错，若错则划出错误并改正）3.1环锭纱的捻度T与锭子转速n成正比，与纱引出速度v无关。答案：错。改正：T与n成正比，与v成反比，T=n/v。3.2转杯纺纱中，转杯直径越大，则纱捻度越高。答案：错。改正：转杯直径↑→剥离点回转半径↑→同样转速下捻度↓。3.3喷气涡流纺属于“真捻”纺纱方法。答案：错。改正：喷气涡流纺为“包缠”成纱，无真捻。3.4集聚纺负压越高，则能耗越低。答案：错。改正：负压↑→风机功耗↑→能耗↑。3.5低扭矩纺纱技术可用于涤棉混纺，但无法用于纯涤纶。答案：错。改正：低扭矩装置对化纤同样有效，可改善涤纶纱扭结。4.填空题（每空1分，共15分）4.1环锭细纱机前区“三直线”是指____、____、____三点成一直线。答案：前罗拉钳口、导纱钩中心、钢领中心。4.2转杯纺纱的剥离角θ_p与转杯槽角θ_g、纱引出角θ_y的关系式为________。答案：θ_p=θ_g−θ_y。4.3喷气涡流纺喷嘴的临界雷诺数Re_c≈________，当Re>Re_c时流动进入完全湍流。答案：2.3×10^4。4.4若粗纱定量g_m=5g/10m，细纱定量g_y=1.5g/10m，则总牵伸倍数E=________。答案：E=g_m/g_y=3.33。4.5集聚纺纱中，边缘纤维集聚率η_c可表示为η_c=1−exp(−k·b·v_f)，其中k为________系数。答案：负压吸风。4.6涡流纺纱外包纤维比例β与喷嘴压力P近似呈________函数关系。答案：对数增长。4.7低扭矩纺纱装置的假捻盘直径D_d与纱直径d_y之比最佳区间为________。答案：8–12。4.8环锭纱的临界捻系数α_c随纤维长度L_f增加而________。答案：减小。4.9转杯纺纱的“杯内张力”T_c与转杯半径R、转速n的关系为T_c=________。答案：T_c=mω^2R=m(2πn)^2R。4.10纺粘非织造中，熔体拉伸比DR定义为________与________之比。答案：熔体出喷丝孔速度；纤维收集帘速度。5.简答题（每题8分，共24分）5.1试述环锭细纱机后区“二倍牵伸”理论的物理本质，并给出适用条件。答案：后区二倍牵伸指后区牵伸倍数E_b≈2时，粗纱捻度重新分布最有利于前区须条均匀变速。物理本质是：E_b=2使后区中部形成“捻度节点”，节点处粗纱截面回转矩平衡，纤维张力梯度最小，浮游纤维变速点集中。适用条件：纤维长度25–35mm、粗纱捻系数110–130、后区隔距1.2–1.4倍纤维长度。5.2转杯纺纱出现“剥离不匀”时，纱段结构有何特征？列举三项工艺调整措施并说明机理。答案：剥离不匀导致纱段粗细交替，直径CV>8%，外包纤维包缠角周期性变化，强力不匀率↑。措施：①降低转杯转速5–8%，减小离心力波动；②缩小转杯槽角2–3°，使剥离点集中；③提高纤维开松度，确保单纤化率>90%，减少“束纤”剥离。5.3喷气涡流纺纱头内中心负压过低会导致何种缺陷？给出流场改善方案。答案：中心负压过低→纱尾失稳→外包纤维无法包缠→出现“裸芯”疵纱，强力<8cN/tex。改善：①在喷嘴出口增设“二次引流”环缝，引入额外压缩空气，提高中心负压2–3kPa；②优化涡流室长径比L/D由1.2降至0.9，减少能量耗散；③采用双螺旋进气道，提高旋流强度15%。6.计算题（共16分）6.1某环锭细纱机锭子转速n=16500r/min，纱引出速度v=25m/min，求理论捻度T（捻/10cm）。若实测捻缩率ε=3%，计算实际捻度T′。答案：理论捻度：T=n/v=16500/25=660捻/m=66捻/10cm。捻缩率定义：ε=(L_0−L)/L_0，L_0为无捻长度，L为加捻后长度。实际长度L=L_0(1−ε)，故实际捻度T′=T/(1−ε)=66/(1−0.03)=68.0捻/10cm。6.2转杯纺纱已知：转杯半径R=28mm，转速n=90000r/min，纱线密度ρ_y=0.85g/cm³，纱直径d_y=0.18mm，求杯内纱段张力T_c（cN）。若引出速度v=180m/min，求理论捻度T（捻/m）。答案：角速度ω=2πn=2π×90000/60=9424.8rad/s。单位长度质量m=ρ_y·πd_y²/4=0.85×π×(0.018)²/4=2.16×10^{-4}g/cm=2.16×10^{-2}g/m。杯内张力T_c=mω²R=2.16×10^{-5}kg/m×(9424.8)²×0.028m=53.8N=5380cN。理论捻度T=n/v=90000/180=500捻/m。6.3喷气涡流纺喷嘴入口压力P=0.45MPa，空气密度ρ=5.25kg/m³，喷嘴最小截面积A=12mm²，求质量流量q_m（g/s）。若纱引出速度v=300m/min，求气纱比λ（kg空气/kg纱）。已知纱线线密度Tt=14tex，空气绝热指数γ=1.4。答案：临界压力比：β_c=(2/(γ+1))^{γ/(γ−1)}=0.528。入口总压P_0=0.45MPa，临界压力P_c=0.528×0.45=0.2376MPa。临界温度T_c=2T_0/(γ+1)，设T_0=293K，T_c=244K。临界密度ρ_c=ρ_0(T_c/T_0)^{1/(γ−1)}=5.25×(244/293)^{2.5}=3.35kg/m³。临界速度a_c=√(γRT_c)=√(1.4×287×244)=313m/s。质量流量q_m=ρ_cAa_c=3.35×12×10^{-6}×313=0.0126kg/s=12.6g/s。纱线质量流量q_y=Tt×v=14×10^{-6}kg/m×5m/s=7×10^{-5}kg/s。气纱比λ=q_m/q_y=12.6/0.07=180。7.综合应用题（15分）某企业拟将纯棉32Ne环锭纱改为涡流纺，要求成纱强力≥12cN/tex，毛羽H值≤3.5。已知原环锭纱强力13.5cN/tex，H=4.8。试制定工艺路线，说明关键参数选择依据，并预测成纱性能。答案：1.原料优化：选用长绒棉，主体长度36mm，整齐度>85%，马克隆值3.8，单纤强力>4.5cN。2.前纺配套：提高精梳落棉率至18%，减少短绒；并条采用