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燃天然气全氧燃烧浮法玻璃熔窑火焰空间的数值模拟及熔化池底部不同横向宽度的数值研究

刘洪源  
【摘要】: 本文综合评述了国内外玻璃熔窑全氧燃烧技术以及玻璃熔窑数值模拟的研究方法。在充分研究燃天然气全氧助燃玻璃熔窑理论的基础上,建立了燃天然气全氧助燃玻璃熔窑火焰空间、玻璃熔制的数学模型,模型包括标准κ-ε湍流模型、涡-耗散化学反应模型、DO辐射传热模型、玻璃液流运动模型等。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软件对其进行了模拟计算,结果如下: 通过对日产550T浮法玻璃熔窑火焰空间的模拟实验,数值研究了火焰空间内温度场、气流场的分布情况,定性分析了温度场、气流场对玻璃的熔制、碹顶和胸墙腐蚀的影响。 以460t/d浮法玻璃熔窑为模拟对象,分析研究了不同熔化池底部横向宽度对玻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,适当减小熔化池底部横向宽度不会明显改变卡脖和冷却部的玻璃液状况,从而不影响熔窑的生产能力。但不同的熔化池底部横向宽度将导致熔化部玻璃液温度场发生改变,中轴面处玻璃液温度降低,而胸墙处玻璃液温度升高,导致窑内玻璃液横向温度梯度发生相应变化,加剧玻璃液横向对流,有助于玻璃熔制。 为便于对计算结果进行分析,本文使用Tecplot后处理软件将数值模拟得到的计算结果用图像表述出来,直观地表示流场、温度场的分布情况。


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