无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉数值模拟研究

发布时间：2021-08-20 06:05

　　无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉是小型的高端设备。本论文使用Ansys Fluent Workbench软件,对玻璃液中的电场、温度场和流场进行数值模拟。电场采用直流替代交流的方法进行研究。利用直流电场方法,对含砷浅池电助熔窑进行了研究,结果表明:玻璃液中电场、温度场和流场对称分布。熔化池玻璃液内电场以电极为边界均匀分布,热点位于3^#电极末端,形成了2个典型的主环流。澄清池玻璃液温度分布均匀,仅中部有一个小环流,其余为线性流动。对无砷浅池电熔窑的研究表明:玻璃液中三场对称分布。整体电场分布均匀。采用两级熔化工艺后,垂直方向热点与水平方向热点重合,位于玻璃液表面2/3位置,提升玻璃液温度效果显著。除了2个典型的主环流,在电极附近还形成4个小环流。利用数值模拟结果,解决了生产过程中一些重要的特别是电场方面的问题,使良品率长期处于80%以上的高水平,达到了研究目标。通过对无砷窑炉的数值模拟,分析了三场的分布情况,可以对精细化生产的窑炉进行精确的模拟。对基板玻璃窑炉中复杂电场的数值模拟,为研究其他电熔窑炉奠定了一定的实践经验和理论基础。 

【文章来源】：河北科技大学河北省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

玻璃配合料比热容量曲线

是单相电的并联连接方式，两个侧电极使用同一电源，电压均为210V，与池底电极形成并联电路，总电功率约120kW，占总能量的比例较低，属于一种电助熔窑炉，整体电极类似于电助熔炉中的池底电极，结构如图3-1所示。a 熔化池燃烧空间模型；b 澄清池燃烧空间模型；c 玻璃液流动空间模型图 3-1 含砷窑炉模型示意图含砷窑炉上部为以纯氧火焰熔化为主，由于火焰均为单侧燃烧，烟道出口与烧枪设置在同一侧。如图3-1 a所示，熔化池火焰空间长3.8 m，宽2m，高1.2m；澄清池火焰空间长4.5 m，宽1.7m，高1.3m。纯氧火焰仅在单侧进行燃烧，两个火焰空间互不相连

基板玻璃窑炉是一种高精尖的小型设备，具有密集的内外部检测设备。数值模拟需要达到电场、温度场与实际情况的完全吻合。经过多次计算分析尝试，不断优化网格质量，最终模拟进展顺利，偏差达到软件默认精度，模拟计算顺利完成。模拟与实际数据吻合较好，经积分得出的电极表面平均电流与实际偏差 0.5A，窑炉内墙 10 个测温点实际数据与模拟数据平均偏差在 1.6K 以内，烟气出口温度偏差 0.5K，玻璃液出口温度偏差 0.3K，模拟结果与实际偏差量很小，误差均在允许的范围内，说明模拟结果可靠性较高。对电熔窑炉的电场分布情况的模拟，国内外都还普遍使用物理模拟方法进行，使用数值方法分析电场电压与电流分布情况还是一项空白，经过充分挖掘软件潜能，转换思路，进行自定义函数完善软件，填补了这项空白。计算得出的数据利用 Ansys Result 软件进行数据后处理，最终得到图形化的结果数据。3.2.1 熔化池火焰空间模拟结果熔化池火焰空间温度场和流场变化，都以火焰为中心，选取了以烧枪火焰为中心的水平面和垂直平面，对火焰空间的温度场和流场进行了分析，结果如图 3-2 所示。


本文编号：3352960