vsm型全电熔窑物理仿真研究

《vsm型全电熔窑物理仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、理论研究VSM型全电熔窑物理仿真研究刘勇1，孙承绪1，乐军2(1．华东理l：大学无机材料系，上海200237；2，中国科学院上海硅酸盐研究所，上海200050)摘要：针对实际运行中的全电熔窑，以相似理论为依据，建立实体模型．对窑内过程进行r仿真研究。根摧所测的温度及电势分布，分析r屯极的布置方式、电极长度、各层功率配比、m科量等斟隶对IU熔窑内生产过程的影响。选配的电参数刈供实际生产参考。关键词：玻璃熔窑；电熔窑：仿真：物理仿真中图分类号；TQi71．6231文献标识码：A利用玻璃白身通电时产生的热量来熔化玻璃，是目前许

2、多国家生产玻璃所采州的先进技术。电熔窑热效率高、生产能力大、产品质量好、窑体结构简单、易操作控制且环境污染小，从能渊利用和环境保护方面看，电熔窑极具发展前途。VSM璎全电熔窑是^角刑竖井式垂直熔化电熔窑，其生产的玻璃均匀性好，表面散热量小，产量高，电极可三相对称分布，是国际上应用较厂‘的一种先进窑型。台理电参数的确定对于电熔窑的设计与运行有着十分重要的意义。电极的布置方式、尺寸、各层功率配比、出料量大小等都与生产：1：艺要求相关，使得电熔过程十分复杂，难以在理论上得出合适可行的计算公式。物理仿真是目前研究电熔窑的一种较好

3、的方法。本。『：作考虑了玻璃高温’r的物理参数，对运行中的火型全电熔窑进行了仿真研究。研究的对象是13m2VSM犁全电熔窑的熔化池。每日熔化最为26t器皿白料。玻璃液的物理性质见表1。表1玻璃液的物理性质"℃／t／(Pa’s)0／(cm2·S’1、P／(g·cm-’)Q／(Q‘cm。112507853192．6423．91613004901992．4553．1lOt3503201302，4482．9741400216882．4442．83314501516l2．4422．7891500108442．4402．698T-T

4、emperature；口·Kinematicviscosity；u-Kineticvisc晒ity；p-Devsity；口一Resistivity．81．理论研究1仿真条件根据相似理论和建立模型的准则，对电熔窑确立了r列相似条件。1．1几何相似与考虑到各测点的数据测量方便、准确及模型材料和模拟液的用量适中，将模型实物的尺寸比sl取为1，8。＆=垃t=三(下标M为模型，E为实物)。e81．2流体动力相似由于玻璃液流速慢，温度对密度的影响大，需满足GrM=[913／(u2卢Af)]M=[gt31(u2卢△f)]E⋯。因为卢M

5、AtM／(口E△te)=常数，所以uM=uE(1MllEj3／2uE(＆)3／2，由此式计算要求模拟液具有的uM值，按该”M要求值选择糖浆、甘油、氯化锂的混合物为模拟液，其质量比为糖浆：甘油：氯化锂=19，7：78．8：1．5。模拟液的u值及密度P值与其对应的oM—T、PM—T关系见图l和图2。从以上关系曲线图可知，所配置的模拟液的流动性能符合动力相似条件的要求。T，℃田1模扭液动力牯厦的要求幢与宣置值和强腰的关系Figlv～Teharactetisti廿“modelliquid3．2t247：I6q·Model】i口L

6、叫290360440520r，℃由2驻堆磕密度与攘掇渣击度和丑度的差幕Figzp～reharacterlslic$“moltenBIa，’andmodelliQuId1．3电相似达剑了动力相似后，模拟液和玻璃液在电性质上也应满足相似要求。一般认为．模拟液电阻率斜率和玻璃液的电阻率斜率之比不超过3倍时，模型中的电场分布和电熔窑中的电场分布具有良好的相似性“J。为此在模拟液中除糖浆和甘油外，还添加了中型电解质氯化锂。玻璃液和模拟液的电阻率见表2。玻璃液和模拟液的电阻率一温度关系曲线见图3。选择模拟液的温度范围为：40—65"

7、C，(0。。一Qminr)M=1．6701。对应的模拟液的温度范围为：1250-15005C，(口。。一母minT)E-I．4046，(窜。。丁，0minT)．82—理论研究M／(0mx丁，句“nr)B_1．6701／1．4046--1．189<3，在此温度范围内，模拟液的特性斜率不火于相应温度范围内的玻璃液的3倍，模拟液电性质也符合相似要求。；fii瀣飞-Modelliquid．，置，鞋璃藏电阻辜与曩报藏电阻辜和担庄的关系Fi0．3o～Tcharacteri5ticsofmohcⅡglass-ndmodelliquid

8、毫2不同墨重下琏璃藏与模扳蕞的电阻牢TaMe2Resisti'htyofmoIteBgla．蛄andmodelliquidtr—TtⅢp口nⅢmol哪It啊一·5。10r—RBbti“volnmhebgI·拈TN--Temper*t岍dmoddb叫“I妒R—b6HqdmodelI畸uM1．4边界条件相似1．4．1流量