燃天然气浮法玻璃熔窑的三维数值模拟

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1、浙江大学硕_上学位论文Y846130摘要本文系统地阐述了国内外玻璃熔窑数值模拟研究方法的发展。在综合浮法玻璃熔窑理论和实际作业过程的基础上，建立了具有实用意义的浮法玻璃熔窑三维数学模型，将火焰空间燃烧模型、配合料熔化模型、玻璃液流动模型进行耦合计算，求解出玻璃熔窑火焰空间、玻璃液流的温度场，速度场分布及配合料堆的长度分布。在此基础上，研究了在浮法玻璃熔窑生产中，使用天然气代替燃油的可行性。本课题选取日产400吨的燃天然气浮法玻璃熔窑为对象研究了其火焰空间内气体、窑池内玻璃液的流动情况及各自的温度

2、分布情况。从模拟结果可以看出，该三维耦合数学模型能够比较客观的反应燃天然气浮法玻璃熔窑的速度场和温度场的分布规律，对燃天然气浮法玻璃熔窑的设计和运行具有较大的实用价值。关键词：燃天然气玻璃熔窑，数学模型耦合，数值模拟浙江大学硕上学位论文AbstractThisthesishasreviewedthedevelopmentofnumericalsimulationofglassfurnaceincludingcombustionchambebglasstankandbatchblanket．Ont

3、hebasisofintegratingthetheoryofglassfurnaceandpracticaloperatingcondition，athree—dimensionalmathematicalmodelformodelingthewholefloatingglassfurnaceshasbeendeveloped．Inthispaper,themodelsofcombustionchamber,glasstankmodel，batchingmeltingmodelarecoupl

4、edtogetherwhencalculatingtheflowfield，temperaturedistribution，andthebatchcoverage。Throughtheanalysisoftemperaturecontourplotandflowfield，thepossibilityofusingnaturalgasinsteadoftraditionalfueloilasthefueloffloatingglassfurnaceisdiscussed．Thispaperhas

5、selectedafloatingglassfumacefiredbynaturalgas，whosepullrateis400tons／day．asresearchobject．Theresultshowsthatthethree．dimensionalmathematicalmodeicallreflecttherealtemperaturedistributionandflowfieldsofbothgasandglassmeltnatural—gas—firedfloatingglass

6、furnace．Also，itcanbedrawnthatnaturalgasCO．／／betakenasasubstituteoftraditionalheavyoilwhencomingtothefueloffloatingglassfurnace．Keywords：glassfurnace，numericalsimulation，batch，combustionspace，glassmelt浙江大学硕-二学位论文引言浮法玻璃生产工艺是目前平板玻璃生产中最先进的生产工艺。近年国内所投建的大型

7、平板玻璃厂，基本上都采用这种生产方法，并耗巨资引进了国外的浮法生产线，以求尽快提高国产玻璃制品的质量和档次，满足国内飞速发展的生产和建设需要。玻璃熔制是玻璃生产过程的核心，是能耗的最大环节，每年耗用大量的燃料，熔窑则是浮法生产工艺中最重要的热工设备之一。玻璃由配合料熔化到可供成型的玻璃液，整个变化过程都在其中完成，其耗能占整个浮法厂总能耗的70％以上。现代大型玻璃熔窑的建造费用十分昂贵，高达数千万乃至亿元，窑龄一般为5．7年，且在生产过程中，窑炉的维护费用也非常巨大。因此，JJu强对玻璃熔窑的科

8、学研究，深入了解掌握窑内火焰空间、玻璃配合料、液流的温度场、速度场分布，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。长期以来，玻璃熔窑的研究工作一直为广大玻璃技术人员所重视。然而，迄今为止人们对玻璃熔窑的认识还不够全面，尤其在国内，玻璃熔窑的设计运行在很大程度上还依赖于经验。所以，全面而深刻地砑究玻璃熔窑内燃料燃烧、配合料、液流的运动和作业特性，对于提高熔化效率、设计新的窑型、优化炉窑的运行参数、预防事故的发生、提高设备的可靠性和经济性