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文檔簡介
1、在光纖拉絲過程中,爐內(nèi)溫度分布情況是影響光纖質(zhì)量的關(guān)鍵因素,而拉絲爐內(nèi)部氣體的溫度和速度分布又是影響爐內(nèi)溫度分布的重要因素。這是因?yàn)闅饬鞯牟▌?dòng)會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)溫度的波動(dòng),從而引起預(yù)制棒受熱不均,進(jìn)而導(dǎo)致光纖直徑的波動(dòng)、芯包比和折射率分布的改變,光纖缺陷由此產(chǎn)生。因此,研究拉絲爐內(nèi)部的氣體流場(chǎng)分布狀況對(duì)于提高光纖質(zhì)量有著重要的實(shí)際意義。
受企業(yè)委托,本文應(yīng)用流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)光纖拉絲爐內(nèi)部氣體流場(chǎng)及拉絲爐相關(guān)部件的溫度分布進(jìn)行
2、了理論建模和數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的模擬結(jié)果及實(shí)測(cè)結(jié)果有著較好的一致性。本文的研究內(nèi)容分為以下三部分:
第一部分:為基于三維拉絲爐幾何模型的內(nèi)部氣體流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算。模擬了氣體從30個(gè)上部進(jìn)氣孔進(jìn)入拉絲爐到延伸管底部氣體出口區(qū)域內(nèi)的流場(chǎng)分布,通過模擬得到了氣體的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布情況,發(fā)現(xiàn)了氣體速度場(chǎng)在上部進(jìn)氣孔上、下部附近存在兩個(gè)漩渦,所得氣體速度場(chǎng)對(duì)委托企業(yè)拉絲爐設(shè)備的優(yōu)化改造具有一定指導(dǎo)意義。由于在該部分是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)拉
3、絲爐上相關(guān)固體部件(預(yù)制棒、馬弗管和延伸管)溫度邊界的分布呈線性變化,而這一假設(shè)又與實(shí)際有一定差異,因此本文進(jìn)行了第二部分的研究。
第二部分:為基于二維拉絲爐幾何模型的數(shù)值計(jì)算。這一部分建立的模型不僅考慮了拉絲爐壁面與內(nèi)部氣體的熱量傳遞,而且考慮了拉絲爐上各個(gè)固體部件的熱量傳遞及加熱件的輻射傳熱。通過模擬得到了爐內(nèi)氣體的二維速度場(chǎng)和拉絲爐上各個(gè)固體部件的溫度分布情況,由于計(jì)算條件有限,該部分只建立了二維模型,并將拉絲爐上部氣體
4、入口進(jìn)行簡化,所以上部氣體入口處的氣體流場(chǎng)以第一部分的模擬結(jié)果為主。除此之外,其他部位氣體流場(chǎng)分布及相關(guān)固體部件上的溫度分布情況以第二部分模擬結(jié)果為主。
第三部分:為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分,由于實(shí)驗(yàn)器材限制,只能進(jìn)行溫度測(cè)試,通過將模擬的溫度結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與委托企業(yè)測(cè)試結(jié)果具有較好的一致性,從而證明了本文所建氣體流場(chǎng)模型的正確性。
綜上所述,本文對(duì)委托企業(yè)提供的光纖拉絲爐的內(nèi)部氣體流場(chǎng)分布及拉絲爐上相關(guān)固
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