浮法熔窑内整体液流特征与局部扰动机制的仿真分析研究

发布时间：2018-07-18 09:52

【摘要】：目前,在解决大型池窑玻璃熔化过程稳定性的问题中,由于玻璃液在高温状态下的高粘度、低流速和池窑形状及其辅助设施的特殊性,使得玻璃液在熔窑内的流动特征分析,采用常规的方法难以实现,还有很多尚未清晰的科学问题需要探讨。本论文以此为背景,采用工程仿真的方式,以熔窑内熔融玻璃液作为研究对象,分别对工作部底部热温差带来的扰动,以及玻璃原料中Fe的含量变化带来的不同流层分布进行了系统研究,并以条纹图像作为验证手段。在此基础上,通过对窑内液流流动趋势的分析,给出了熔窑中玻璃液与条纹图像不同位置的对应关系。文章采用ANSYS 14.5软件中的Fluent模块进行浮法熔窑内玻璃液流动状态的工程仿真;采用通用后处理CFD-Post进行结果的提取和计算;采用YTF-2015T型浮法玻璃条纹图像分析仪来采集端面条纹图像,对仿真结果加以对比和验证。研究结果表明,当熔窑工作部底部两侧存在温差时,将会影响熔窑内主体液流的分配。通过计算发现工作部底部两侧温差存在临界值,当温差大于该临界值,玻璃液产生横向流动,均匀性严重变差,即发生了热不均匀现象;当玻璃原料中的Fe含量增大时,玻璃液在熔窑中的热透性随之降低,导致表层液流温度较高而底层液流温度较低,表流速增大,成形流的厚度变浅;对一条玻璃生产线原料中Fe元素含量发生变化过程的验证性研究表明,随着原料中Fe含量增大,搅拌速度应适当增大,搅拌深度减小,以保证玻璃液的均匀性。运用粒子追踪的方式,对正常情况下窑内整体液流的流动趋势进行了分析,建立了熔窑内玻璃液流动状态与条纹图像的对应关系,分析了流出熔窑的玻璃液均匀性分布特征,该分布特征与条纹图像特征相一致。本项研究应用已经在实际玻璃生产过程质量问题的诊断和消除中得到了验证,为玻璃液在熔窑内的流动中保持稳定均化、生产出优质玻璃产品提供了科学依据。
[Abstract]:On the basis of the analysis of the flow tendency of molten glass in the furnace , this paper analyzes the flow tendency of the molten glass in the furnace , and compares and verifies the flow of the molten glass in the melting furnace .
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.623

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本文编号：2131536