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《cfd软件的单元玻璃窑炉的数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、CFD软件用于玻璃纤维窑炉数值模拟的研究韩韬1，刘宗明1，张铁柱2，刘敏2(1.济南大学材料科学与工程学院，山东济南250022；2.泰山玻璃纤维股份有限公司，泰安271000)摘要：本文建立了玻璃纤维窑炉空气助燃火焰空间三维数学模型，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2万吨玻璃纤维的熔窑为研究对象，利用CFD软件对燃烧空间内气体的流动状况、温度分布和压力分布进行数值模拟。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
2、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；这对了解窑炉工作原理、改善工况、降低风险以及优化窑炉设计都具有一定指导意义。关键词：数学模型；玻璃窑炉；温度场；速度场；压力场中国分类号：TQ171.6文献标识码：AAStudyofNumericalSimulationbasedonCFDintheFiberglassFurnaceHANTao1,LIUZong-ming1,ZHANGTie-zhu2,LIUmin2(1.SchoolofMaterialsScienceandEngi
3、neering,UniversityofJinan,Jinan250022,Shandong,China;2.TaishanFiberglassInc.Taian271000,Shandong,China)Abstract:Thispaperestablishesathree-dimensionalmathematicalmodeloffiberglassfurnaceinthecombustionspace,whichconsistingofthegasflowmodelcomposedofthestandar
4、dk-εmodel;achemicalreactionmodelcomposedofeddy-dissipationmodel;andaradiationmodelcomposedofdiscreteordinatesmodel.Basedontheobjectofanannualoutputof20,000tonsfiberglassfurnace,thedistributionofgasflowandtemperaturefield,velocityfieldandpressurefieldofthefurn
5、acearesimulatedbyusingCFDsoftware.Accordingtothecomparisonbetweenthesimulationresultsandthemeasuredresultsobtainedonthespot,itcanbesuggestedthatthemathematicalmodelcanobjectivelyreflecttherealdistributionofthetemperaturefield,velocityfieldandpressurefieldofth
6、ecellglassfurnace.Thestudiesherewillbereallyusefulforunderstandingthefurnaceworks,improvingtheworkingconditions,reducingtherisks,andoptimizingthedesignsofglassfurnace.Keywords：mathematicalmodel;glassmeltingfurnace;temperaturefield;velocityfield;pressurefield熔
7、窑是玻璃生产工艺中最重要的热工设备之一。因此，利用数值模拟方法对玻璃熔窑进行科学研究，深入了解窑内温度场、气流场分布，提高玻璃熔窑设计水平，改进熔窑结构和作业条件，对降低玻璃生产成本，提高玻璃质量，节约能源都具有重要意义。随着计算机技术的发展，数值模拟技术对玻璃窑炉预测能力日益提高，其方法是根据流体力学和传热学的原理建立玻璃熔窑数学模型[1]，运用计算机软件对窑内玻璃液和火焰空间进行数值模拟以此获得窑炉内部玻璃液的流动、燃烧和传热状况等相关信息。这避免了物理模拟中不能满足所有相似条件的缺陷,并具有容易改变作业参数
8、、易于控制边界条件[2]的优点。本文根据流体力学和传热学原理建立了一个反映玻璃窑炉内火焰空间流动场和温度场的三维数学模型。模拟结果具有一定的理论价值可为熔窑的研究提供有效地分析手段。1.数学模型燃烧是一种带有剧烈放热化学反应的流动现象。实际燃烧过程是一个包含流体流动、传热、传质和化学反应以及它们之间相互作用的复杂的物理和化学过程。它满足物理和化学的基本定律。其涉及的主要基
