熱耦合數(shù)值模型的研究及其在全氧燃燒玻璃熔窯中的應(yīng)用.pdf

1、本文綜合評(píng)述了三種玻璃熔窯的研究方法，并對(duì)其中的數(shù)值模擬方法做了詳細(xì)介紹?；趯?duì)浮法玻璃生產(chǎn)過程和耦合模擬計(jì)算方式的綜合考慮，利用Gambit前處理軟件建立了玻璃熔窯的三維空間模型，采用Fluent軟件建立玻璃熔窯的熱耦合數(shù)值模型：即以玻璃液表面的熱傳輸為紐帶，將火焰空間和玻璃池窯的數(shù)值模擬耦合到一起，同時(shí)基于計(jì)算速度的考慮，對(duì)配合料做近似處理。以250t/d浮法玻璃熔窯為模擬對(duì)象，分析研究了利用熱耦合數(shù)值模型研究玻璃熔窯的可行性，并對(duì)

2、熱耦合模型與火焰空間、玻璃池窯單獨(dú)模擬模型進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：(1)基于火焰空間與玻璃液熱耦合的玻璃熔窯數(shù)值模型擁有可靠的收斂標(biāo)準(zhǔn)，模擬計(jì)算的可重復(fù)性高。(2)基于火焰空間與玻璃液熱耦合的玻璃熔窯數(shù)值模擬方式能全面地反映玻璃液表面熱條件的不均勻性，較火焰空間、玻璃池窯單獨(dú)模擬的準(zhǔn)確性更高。(3)由于簡(jiǎn)化處理了配合料層，計(jì)算規(guī)模小于完全考慮火焰空間、玻璃池窯和配合料層相互作用的計(jì)算模型。
　　 同時(shí)，利用熱耦合模型以250t/d浮

3、法玻璃熔窯為模擬對(duì)象對(duì)比研究了五套噴槍燃料配比方案。(1)五套方案在噴槍燃料分配上有所區(qū)別，方案一、二、四南北燃料分配對(duì)稱，方案三、五則不對(duì)稱；方案四、五在第一對(duì)噴槍的燃料分配要高于方案一、二、三。(2)噴槍燃料分配方案的差異造成了玻璃熔窯內(nèi)溫度分布和熱流傳輸?shù)牟煌?，由于方案四、五的噴槍燃料分配前移，方案一、二、三在整個(gè)玻璃熔窯范圍內(nèi)溫度都要高于方案四、五；溫度分布的差異也導(dǎo)致了火焰空間向玻璃池窯的熱流傳輸功率的不同，方案一、二、三的總

4、熱量傳輸明顯高于方案四、五。(3)玻璃熔窯內(nèi)的溫度分布影響了玻璃液的流動(dòng)情況，玻璃池窯投料口和熔化部的玻璃液以環(huán)流為主，中部位置的環(huán)流范圍從投料口直至熔化部底端；玻璃池窯兩側(cè)由于受噴槍火焰加熱更為直接，玻璃液面與玻璃池窯底部溫度更明顯，所以產(chǎn)生了局部的上下層玻璃液對(duì)流，在整體流動(dòng)狀況上表現(xiàn)為從兩側(cè)向內(nèi)包卷的液流；熔化部底端上層玻璃液流表現(xiàn)為與主要環(huán)流方向相反的較小環(huán)流；玻璃池窯冷卻部的玻璃液表現(xiàn)為方向一致的環(huán)流。(4)玻璃池窯兩側(cè)的局部