纺织行业在生产过程中会产生大量的纤维颗粒物弥散于周围生产环境中,这些颗粒物大部分呈细长柱状形,且表面积较大,密度较小,在空气中沉降时会出现各种运动特性,如:水平和垂直方向的平动、旋转以及振荡等。因此,难以被有效捕集净化,会对相关生产工艺、设备以及工人操作环境产生较大影响。为了更加高效控制纺织行业生产过程中产生的大量纤维颗粒物,进一步改善岗位工人的工作环境质量,有必要对纤维颗粒物的自由沉降速度和横向迁移特性进行深入研究。本文以3种常见的纤维颗粒物为研究对象,即棉纤维、黄麻纤维和玻璃纤维,采用理论分析和实验测试的方法,主要完成了以下研究工作:首先,阐述了纤维颗粒物的基本特性,并据此分析了纤维颗粒物在空气中做自由沉降运动的运动机理,确定了能够影响纤维颗粒物自由沉降特性的主要因素。其次,采用偏光显微镜观察法,针对纤维颗粒物的直径及微观形貌进行测试及表征;采用饱和盐溶液法,测试了纤维颗粒物的吸湿性能;搭建了基于高速摄像系统的纤维颗粒物沉降特性测试平台,消除实验误差及干扰因素,确立了最佳实验测试及分析方案。再次,完成了多种工况下纤维颗粒物的沉降运动测试工作。一方面,获得了纤维颗粒在沉降过程中的沉降速度和横向迁移变化规律。主要结论如下:针对纤维颗粒物的沉降速度,不同长径比和不同环境相对湿度时,三种纤维的自由沉降速度大小关系依次为:黄麻纤维>玻璃纤维>棉纤维。长径比和环境相对湿度增大时,黄麻纤维的沉降速度呈增大趋势,且长径比对黄麻和玻璃纤维自由沉降速度的影响比环境相对湿度更敏感;长径比增大时,玻璃纤维的沉降速度呈明显递增趋势;而对于棉纤维,长径比增大反而使得棉纤维的自由沉降速度减小,及环境相对湿度的增大使得其自由沉降速度先增大后减小,其主要原因在于,自由沉降过程中纤维颗粒物主轴与重力方向的平均夹角依次增大,使得棉纤维颗粒物在沉降方向上的投影面积增大,进而受到空气的阻力增大。由于具备良好的吸湿性,随着吸湿率的增大,棉纤维和黄麻纤维颗粒物自由沉降速度呈增大趋势。此外,针对纤维颗粒物在沉降过程中的横向迁移,当颗粒物初始取向为水平方向时,在不同长径比和环境相对湿度下,3种颗粒物的无量纲横向迁移位移变化范围为-34%~26%,其中,75.33%的颗粒物位移绝对值变化范围为0~12%;随着环境相对湿度的增大,棉纤维和黄麻纤维颗粒物的横向迁移均呈减小趋势,而玻璃纤维由于吸湿性差,无明显规律性;环境相对湿度不变时,棉、黄麻及玻璃纤维颗粒物的横向迁移位移依次减小;而三种纤维颗粒物的长径比增大时,横向迁移位移并未呈现明显的规律性,说明长径比与横向迁移位移之间的相关性较差。另一方面,结合上述理论分析及实验测试结果,确立了适合表征纤维颗粒物的最佳当量直径,并以黄麻纤维为例,建立了阻力系数的理论表达式。