浮法玻璃錫槽內保護氣體流動狀態(tài)的三維數值模擬_第1頁
浮法玻璃錫槽內保護氣體流動狀態(tài)的三維數值模擬_第2頁
浮法玻璃錫槽內保護氣體流動狀態(tài)的三維數值模擬_第3頁
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文檔簡介

錫槽是浮法玻璃生產過程中的重要熱工設備，是玻璃成型區(qū)。在玻璃成形過程中，由于溫度很高（溫度范圍一般為650~1050℃），錫槽內會發(fā)生復雜的物理、化學反應，在錫槽內通入的保護氣體（N2+H2），其速度場和溫度場的變化會對這些反應生成的物質產生一定程度的影響，因此，研究錫槽內保護氣體的體積分數分布情況及其速度場的變化規(guī)律，對實際生產有著重要的作用。通過建立錫槽三維模型，運用數值模擬的方法，研究了在玻璃錫槽中隨著氣體噴入時間的變化，保護氣體的體積分數分布及速度場變化情況。首先模型的建立：從工藝要求和生產控制角度，將錫槽按長度方向分成4個區(qū)域，其中二區(qū)在錫槽內起關鍵作用。選用拉引量為150t/d的錫槽模型，構建錫槽的整體模型，如圖1所示，取沿長度方向為x

軸，寬度方向為y

軸，高度方向為z

軸。圖1錫槽模型示意圖通過Solidworks軟件建立錫槽模型后，導入到ICEMCFD中對錫槽模型進行結構網格劃分。其次進行玻璃帶成形過程的數值模擬。流體為不可壓縮的牛頓型流體；在計算時按瞬態(tài)進行處理，即選用transient選項；不考慮輻射的影響；在流動中考慮湍流的影響，用k-ε方程對湍流進行描述；因為要研究保護氣體的體積分數分布情況，故選用VOF模型進行計算；假設錫槽入口及邊封密封良好，保護氣體只能從尾端出口流出。最后確定好邊界條件后進行模擬實驗。隨著保護氣體從進氣口通入到錫槽中，根據Fluent中迭代的結果，在后處理軟件CFD-Post中，每隔1s截取氮氣在錫槽空間的體積分數分布，如圖2所示；同樣地每隔1s，截取氫氣在錫槽空間的體積分數分布，如圖3所示；圖4是通入保護氣體之后，每隔1s所記錄的保護氣體的速度場分布圖。圖2氮氣體積分數分布圖圖3氫氣體積分數分布圖圖4保護氣體速度矢量圖通過實驗，主要得到的結論有：①建立了浮法玻璃錫槽保護氣體的三維模型，并利用有限元方法模擬了保護氣體在錫槽內的流動過程；②隨著不斷通入保護氣體，氮氣在錫槽內的含量逐漸增多，通入氣體6s左右，氮氣即可充滿大部分錫槽，而氫氣則由初始通入時的雜亂狀態(tài)逐漸變

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