CFD技术在玻璃窑炉中的应用

结合近几年国内对浮法玻璃熔窑的研究现状,从玻璃熔制部分、成形部分及余热回收部分的数值模拟进行综述。数值模拟可以将玻璃熔窑内的温度场、速度场及压力场的计算情况在计算机屏幕上形象的再现,为浮法玻璃窑炉机构的改造和生产良好的玻璃制品打下良好基础。     

CFD软件用于玻璃纤维窑炉数值模拟的研究

介绍了玻璃纤维窑炉空气助燃火焰空间三维数学模型的建立,其中气相流动模型由标准k-ε湍流模型组成,化学反应模型使用有限速率/涡耗散模型,辐射传热模型使用离散坐标模型。以某玻纤厂年产2,万,t玻璃纤维的熔窑为研究对象,用CFD软件模拟燃烧空间内气体的流动、温度分布和压力分布状况。通过模拟结果与现场实测数据进行比较,该数学模型能够比较客观地反映单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的温度场、速度场和压力场的分布规律。     

E-玻璃窑炉纯氧燃烧火焰空间的数值模拟研究

阐述了国内外玻璃池窑数值模拟研究方法的发展。建立了具有实用意义的E-玻璃纤维窑炉纯氧燃烧火焰空间的三维数学模型,求解出玻璃熔窑火焰空间温度场、速度场分布,并与实际窑炉运行数据进行对比分析。模拟结果与实际运行数据基本吻合,表明模拟结果有效。     

单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的数值模拟研究

本文建立了单元玻璃窑炉富氧燃烧空间三维数学模型,其中气相流动模型由质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和标准k-ε湍流模型组成,化学反应模型使用有限速率/涡耗散模型,辐射传热模型使用离散坐标模型.以年产2万吨玻璃纤维的熔窑为对象,利用Fluent软件对富氧燃烧空间内气体的流动状况和温度分布进行数值模拟.通过模拟结果与现场实测数据进行比较可以看出,该数学模型能够比较客观地反映单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的温度场和速度场的分布规律.在此基础上,对喷枪的布置加以调整和改进后得到了更佳的模拟效果,还说明该数学模型对窑炉富氧燃烧在生产过程的研究和应用也有一定的指导作用.     

熔窑玻璃液流数值模拟的新发展

熔窑玻璃液流数值模拟的新发展赵国昌（清华大学核能技术设计研究院，１０００８４）ＮｅｗＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＦｌｏｗａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒｏｆＧｌａｓｓＭｅｌｔｉｎＴａｎｋＦｕｒｎａｃｅ￥Ｚ...     

玻璃纤维窑炉控制系统的研究

玻璃窑炉是配合料熔化、澄清的热工设备,热工制度的正确和稳定是提高玻璃质量与产量的关键之一,这是窑炉自动控制系统需要完成的首要任务,也是主要的工作内容.     

TFT-LCD玻璃窑炉液流分析

玻璃液流的稳定对玻璃品质有着重要意义.基于玻璃液流的产生机理和分类,重点针对中小世代TFT-LCD玻璃窑炉的加热方式和液流分布情况进行分析,探讨TFT-LCD玻璃生产中玻璃液流的特性、影响因素及平衡控制,提出相应的解决措施.     

数字窑炉

本文介绍玻璃窑炉设计数字化的简况并给出数值模拟的实例。     

玻璃熔窑中玻璃液流动的三维CFD数值模拟

本文以某连通式横火焰玻璃熔窑为例,利用商用CFD软件,在运行工况下,对某连通式横火焰玻璃熔窑内玻璃液的温度场与速度场进行了数值模拟,为提高玻璃窑炉的运行与设计水平提供理论依据,弥补了单纯依靠技术工人的经验设计的不足.     

玻璃池炉数学模拟原理及其应用(上)

通过对池炉内传热、传质、燃烧、流动等过程的微分方程的离散,利用代数方法将各微分方程转化为相应的易为计算机处理的差分方程,然后对众多差分方程组成的矩阵进行求解,从而获得所需要的池炉内的各种信息。主要介绍了池炉数学模拟的数学原理、进行模拟时所采取的主要步骤,并对数学模拟的功能及其实际应用进行了简要说明。证明了数学模拟能够对池炉内部情况进行较为全面、准确的描述。随着计算机、数学、玻璃基础研究、相关分析技术的发展,数学模拟的发展前景将越来越光明。     

Mathematical Modeling of Flow and Heat-Transfer Phenomena in Glass Furnace Channels and Forehearths

A three-dimensional mathematical model was developed to calculate fluid-flow and heat-transfer phenomena in a channel/forehearth system used for delivering glass from the melting end to the forming end of a continuous-glass-fiber furnace. The model allowed for a varying cross section of the delivery system and for the temperature-dependent physical properties of the molten glass. Also, a formulation was presented to calculate heat transfer by radiation at the combustion gas/glass interface. The model was used to investigate the effects of natural convection, throughput, and radiation in the glass on velocity and temperature distribution in a glass delivery system. The results showed that, although the natural convection velocities were much lower than the average velocity due to throughput, the presence of natural convection significantly affected the flow path lines in the system. The results also illustrated the distribution of surface and bottom glass streams entering a channel into different forehearths.     

玻璃电熔窑钼电极保护系统的数值模拟研究

建立了钼电极保护系统的数值模型,把该系统中涉及的电极、水套、冷却水、保温砖、AZS耐火砖、玻璃液等问题关联起来;为了降低CFD计算的复杂程度,对模型作了合理简化。数值结果指出:水套最易烧损的部位是耐火材料、水套和钼电极的交界之处;最敏感的区域是在电极孔口附近,该处4~5cm区域有400~500℃的温差;钼电极在交界处的温度分布梯度非常大,该处最容易氧化出问题;在AZS耐火材料中可以形成抛物线形的冷却温度分布,可降低电极孔砖的导电系数,增强耐侵蚀程度;水包为下进水上出水,在两侧形成了明显的环流。     

大型马蹄焰玻璃熔窑火焰空间气体动力学特征数值模拟研究

在本文的马蹄焰玻璃熔窑火焰空间气体动力学数值模拟中,关联了火焰空间的几何构型,小炉火焰出口速度,下倾角度等等基本因素.数值模拟结果显示马蹄焰流股特性上述几个要素密切相关.为适应池窑内玻璃液熔制工艺要求,在熔窑规模增加中强化纵长方向的扩张,则给马蹄焰的燃烧过程组织带来极大困难.对于窄长的窑型,入射火焰流股远程动力减弱,马蹄焰回转不够流畅;若增加火焰流股的远程动力,则火焰流股近程覆盖力减弱.若增加火焰流股入射速度同时增加小炉下倾角,则虽然火焰的近程覆盖力增加,但火焰流股受到阻滞,远程动力减弱.     

全氧燃烧玻璃纤维窑炉火焰空间的数值模拟

以研究和优化玻璃纤维窑炉的燃烧制度和火焰空间喷枪排列为目的,借助CFD软件FLUENT,建立了全氧燃烧玻璃纤维窑炉火焰空间的三维数学模型,针对现有燃烧制度的不足,利用模拟的方式进行改进。结果表明,碹顶处模拟值与实测值的平均相对偏差为8．70％,玻璃液面处模拟值与实测值的平均相对偏差为2．32％;第3、4对喷枪处气流分布不均匀,导致对应的碹顶处热负荷较高;改进后的火焰空间可以在保持温度场分布合理的情况下,有效的降低碹顶的热负荷,改善火焰空间的气流场分布。     

超白玻璃熔窑内玻璃液流动和传热的三维数值模拟

利用流体动力学计算方法分析了超白玻璃熔窑内玻璃液的三维流动和传热状况,得到了玻璃液在熔窑内的温度场和速度场,在此基础上计算出代表玻璃液熔制质量的滞留时间、熔融指数和澄清指数,对研究玻璃熔窑结构性能、提高玻璃熔制质量以及优化工艺参数都有重要意义。     

浸入式侧吹对铁浴式熔融还原炉流动影响的数值分析

针对铁浴式熔融还原的浸入式侧吹技术,运用CFD软件Fluent6.3对熔融还原终还原炉内的流体流动进行了数值模拟计算,分析了不同侧枪枪位以及不同喷吹流量对熔融还原炉内流动状态以及喷溅的影响.计算结果表明,低枪位侧吹(284mm)油相中含气量大,搅拌范围大,气油界面和水油界面的波动剧烈.在相同的侧枪枪位下(284mm),随着流速增大,油层扰动变大,加速水油的混合,加剧了自由表面的喷溅.侵入式侧吹会引起熔池中流体的环流,这会引起炉墙的侵蚀.     

液体射流泵内流场的数值模拟

借助CFDesign 9.0软件平台,基于有限体积法计算连续相控制方程,结合多相流模型中的流体体积模型以及可实现κ-ε湍流模型,对液体射流泵全流场进行了三维数值模拟。