浮法玻璃熔窯火焰空間計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、我國(guó)是平板玻璃生產(chǎn)大國(guó)，平板玻璃產(chǎn)量占到世界的百分之六十以上，但并不是平板玻璃生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，與美國(guó)，日本等相比，我國(guó)的平板玻璃生產(chǎn)在產(chǎn)量和質(zhì)量上均有較大差距，單位產(chǎn)品的能耗差距尤為明顯。其中，熔窯中的火焰空間的精確控制是亟待改進(jìn)的重點(diǎn)之一。
　　 本文分析了Gambit三維建模及Fluent仿真計(jì)算和輸出的流程，通過(guò)對(duì)比分析現(xiàn)有火焰空間數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)理論引入到浮法玻璃生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)研究中，以湖北省武漢市某日產(chǎn)900噸

2、級(jí)浮法玻璃實(shí)際生產(chǎn)線為背景，就燃天然氣浮法玻璃原料熔解過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真模型研究，在對(duì)火焰空間物理模型和邊界條件進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上構(gòu)建了合理的數(shù)學(xué)模型。基于該模型，通過(guò)對(duì)熔窯結(jié)構(gòu)尺寸、含氧量進(jìn)行不斷模擬對(duì)比，分析溫度場(chǎng)速度場(chǎng)變化所帶來(lái)的利弊，從而得到節(jié)能優(yōu)質(zhì)的熔窯模型。
　　 首先根據(jù)窯爐設(shè)計(jì)尺寸建立熔窯三維模型，劃分空間網(wǎng)格，設(shè)置能量平衡公式，確定熱量傳輸方式與強(qiáng)度，設(shè)定邊界條件，模擬熔窯內(nèi)火焰空間的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，并以

3、沿窯長(zhǎng)、窯寬和窯高三個(gè)方向的溫度場(chǎng)曲線與實(shí)際生產(chǎn)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證所采用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬的合理性。然后根據(jù)模擬結(jié)果，在不改變?nèi)鄹G日產(chǎn)量的情況下提出優(yōu)化改進(jìn)火焰空間中溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布的方法，合理假設(shè)并驗(yàn)證排除，選出優(yōu)選的工藝改進(jìn)方案。接下來(lái)從熱工工藝的角度分析優(yōu)化后的火焰空間溫度場(chǎng)速度場(chǎng)的變化所帶來(lái)問(wèn)題，并前一次控制方案改進(jìn)的基礎(chǔ)上再次提出相應(yīng)的熔窯局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)方案。最后論證得出相對(duì)合理的燃燒環(huán)境，并給出相應(yīng)的熔窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方