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水包和烟道口结构对浮法玻璃熔窑关键工况参数影响的数值模拟研究

高华  
【摘要】:本文综合评述了国内外玻璃熔窑全氧燃烧技术以及浮法玻璃熔窑数值模拟的研究方法。基于对燃天然气浮法玻璃熔窑理论的细致研究,建立了燃天然气全氧助燃玻璃熔窑火焰空间、玻璃池窑的数学模型,利用Gambit前处理软件建立了玻璃熔窑的三维空间模型,采用Fluent软件,以460t/d浮法玻璃熔窑为模拟对象,分析研究了卡脖处水包位置和压入深度变化对璃熔窑的生产能力以及熔窑内玻璃液温度场、流场的影响。结果表明:(1)随着水包压入深度适当增加,水包前后玻璃液的环流强度增加,回流减少,有利于降低热耗。(2)当水包位置由卡脖入口向卡脖出口移动时,玻璃液在卡脖入口处的生产流量和回流量逐渐增加,但其平均温度却随之降低;而在卡脖出口处玻璃液的生产流量、回流量却减少,而其平均温度都也逐渐降低。 之后,还模拟研究了只有一对烟气出口的玻璃溶窑火焰空间,分析了烟气出口面积和位置变化对火焰燃烧空间温度场、气流场及窑压的影响情况。结果显示:(1)随着烟气出口面积的增加,玻璃熔窑内压力下降,窑内平均压力与烟气出口面积满足指数衰减关系。当单侧烟气出口面积为0.36m2时,窑内平均压力约为6Pa。烟气出口面积改变对火焰形态以及温度场的影响不明显。(2)烟气出口位置的改变造成玻璃熔窑内压力场的变化,随着烟道口的前移,窑压平均值逐渐下降,尾气温度先升高后降低。 最后,在以上研究玻璃溶窑火焰空间和玻璃池窑的基础上,进行了池窑玻璃液和燃烧空间界面处热传输的耦合模拟研究。初步探明了界面处温度、传输热流值、发射系数、导热系数等对热传输的影响规律。


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