浮法玻璃熔窯結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬和相關(guān)問題研究.pdf

1、本文在前人關(guān)于浮法玻璃熔窯數(shù)學(xué)模擬研究的基礎(chǔ)上，利用計算流體力學(xué)模擬軟件Fluent建立了浮法玻璃熔窯內(nèi)玻璃液傳熱與流動模型的數(shù)學(xué)模型，適當利用簡化處理方式對浮法玻璃熔窯內(nèi)玻璃液流場和溫度場進行數(shù)值模擬。傳熱采用直接壁面?zhèn)鳠?，湍流采用k-ε模型，熱輻射采用P1模型模擬的方法來計算。計算和模擬了不同的窯池結(jié)構(gòu)布置時，玻璃液的傳熱和流動方式過程。 研究過程使用Gambit軟件進行網(wǎng)格劃分；使用Fluent軟件計算求解；使用Tecpl

2、ot軟件將數(shù)值模擬得到的計算結(jié)果用圖像表述出來。從而直觀地表明浮法玻璃熔窯流場和溫度場分布，實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化。 本課題研究了650t/d的浮法玻璃熔窯的玻璃液的流動和溫度分布情況。從模擬圖像可以看到，該三維數(shù)學(xué)模型能夠比較客觀的反映浮法玻璃熔窯玻璃液的流場和溫度場分布規(guī)律。在熔窯基本結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，通過改變?nèi)鄹G的結(jié)構(gòu)布局和尺寸參數(shù)，研究在一定的結(jié)構(gòu)布局和尺寸參數(shù)變動情況下浮法玻璃熔窯的流場和溫度場分布的規(guī)律。對于只有卡

3、脖結(jié)構(gòu)的熔窯，適當加大卡脖寬度，可以改善卡脖前直角池壁處的玻璃液流動情況，減少三角形死區(qū)的形成，有利于冷卻部玻璃液的均化。當卡脖寬度加大后，會提高冷卻部的玻璃液溫度，對于玻璃液成型帶來一定影響。熔化部布置一對耳池，可以起到降低玻璃液速度，提高熔化，澄清的作用。如果耳池距離卡脖的距離較遠，對流的作用較弱，容易在耳池直角處形成死角區(qū)，玻璃液會在此處析晶，在溫度波動時被成型流帶入冷卻部，影響玻璃的成型性能。冷卻部布置一對耳池，起到了降低玻璃液

4、流速度，提高均化、冷卻的作用。卡脖后布置斜角，可以減少死區(qū)的形成，有利于玻璃質(zhì)量的改善，但斜角不能過大。在熔化部布置斜角，會避免死區(qū)的形成，玻璃液對卡脖的沖刷作用減小了，改善玻璃液的澄清和均化?？ú鼻安贾靡粚Χ?，冷卻部布置斜角，可以降低液流速度，提高熔化，澄清的作用。適當?shù)男苯强梢詼p少死區(qū)的形成和提高玻璃液的均化和冷卻的作用。在熱點下布置窯坎，可以保證熔化部有足夠強的自然對流，保證配合料在穩(wěn)定位置熔化，有利于澄清和均化。通過對比研究找