中国明代葫芦窑结构研究及数值模拟

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1、分类号学校代码10408密级研究生学号1520023001硕士学位论文中国明代葫芦窑结构研究及数值模拟StructuralStudyandNumericalSimulationofGourdKilninMingDynastyinChina学位申请人李长塔导师姓名及职称冯青教授专业名称动力工程及工程热物理研究方向热工设备理论及应用研究所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018-5景德镇陶瓷大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含

2、任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权景德镇陶瓷大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方

3、框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要陶瓷的发展与窑炉的革新是分不开的，两者相辅相成，相互促进。中国明代景德镇陶瓷的飞跃发展，除了制瓷工艺的不断改进，当时烧制陶瓷所使用的葫芦窑也起着不可替代的作用，中国明代葫芦窑窑炉结构的产生并不是凭空而来的，每一种窑炉结构的形成都凝聚了无数劳动人民的智慧与努力。因此，开展对葫芦窑结构的研究，一方面促进对古代窑炉的研究发展，另一方面也可以帮助了解窑炉结构与陶瓷共同发展的关系。本文以中国明代葫芦窑为研究对象，通过对复建复烧的实体葫芦窑结构尺寸、窑内最高烧制温度、各处气体流速等的测量

4、，确定部分相关参数，采用合理运算和推论，运用FLUENT数值模拟软件对葫芦窑窑体结构对窑内温度场与流场的影响进行数值模拟研究；在上述葫芦窑结构研究基础上，对明代葫芦窑到清代景德镇窑结构演变的三种结构物理模型进行数值模拟研究，从科学研究及历史发展角度验证葫芦窑至景德镇窑结构演变的科学性及合理性。可得出如下主要结论：1.葫芦窑最高烧制温度可达到1330℃；2.对于相当适合小产量生产的1#葫芦窑模型，窑内空间较小，烧成制度易调节，火焰容易充满全窑，窑内烧成温度处于1520K~1600K之间，上下最大温差40K，前后最大温差60K，且前后室之间

5、的束腰口结构，既能保证前室温度的稳定，又能促进后室炉膛内火焰的合理流动，提高窑内温度分布的均匀性；3.葫芦窑腰部束腰口结构有利于1#小窑室窑炉窑内温度的均匀，而会造成2#大窑室窑炉窑内温度的不均匀，2#葫芦窑模型窑内温度主要处在1440K~1580K之间，上下温差达到120K，前后温差达到140K，满足不了窑内制品烧成质量的要求，也就说明葫芦窑的窑体结构不能太大；4.葫芦窑腰部束腰口结构的消失，使窑炉从2#半倒焰式窑炉演变成了3#平焰式景德镇窑，促进了葫芦窑进一步向前发展；3#窑炉模型窑内烧成温度处在1500K~1580K之间，上下最大

6、温差在100K，前后最大温差120K。3#模型窑内平焰式流动有利于在窑内产生一定温度梯度变化的区域，使陶瓷烧制品种种类增多，产量增大，且窑炉的砌筑、维护也更加方便、简捷；5.两种景德镇地区特有的窑炉——葫芦窑到景德镇窑的结构优化演变，不仅是一代代窑工们智慧的结晶，也是景德镇劳动人民对世界陶瓷窑炉的贡献；关键词：葫芦窑束腰口流场温度场数值模拟IAbstractThedevelopmentofceramicsisinseparablefromtherenovationofkilns,whicharecomplementarytoeachot

7、her.ThedevelopmentofceramicsinjingdezheninMingdynasty.Inadditiontothecontinuousimprovementoftheceramicprocess,Thegourdkilnalsoplaysanirreplaceablerole.Inhistory,anykindofkilnstructureisnotgeneratedfromnothing.Theproductionofeachkilnstructureistheresultofthewisdomandeffor

8、tsoftheworkingpeople.Therefore,Tocarryoutresearchonthestructureofgourdkiln.Ontheonehand,itpromotesthere