一、玻璃熔窑设计过程中的数学与物理模拟(论文文献综述)
王文峰[1](2020)在《玻璃电熔窑热过程数值模拟》文中指出玻璃电熔技术的开发与应用是玻璃熔制行业的一次重大技术革命。随着社会不断发展进步,为进一步提高玻璃电熔窑的生产效率以及更好地实现玻璃熔制的澄清与均化,需要对玻璃的熔制过程做更深入的探究。作为玻璃熔制过程中的核心装备,玻璃电熔窑的性能必定要足够高才能熔制出更优质的玻璃。只有更加全面掌握玻璃电熔熔制过程,才能为进行更高效、更优质的玻璃生产工作打下理论的基础。目前,玻璃电熔技术尚存在较多的问题,如不同电极布置情况下熔窑内的电场分布,如何调整熔窑结构与能量供给达到最优化生产,电熔窑内电能与热量以及熔体流动之间相互影响和制约的关系是怎样的等等。具体掌握了这些问题的答案,设计者才能设计出更符合不同玻璃特性的、性能更完美的电熔窑炉。本文基于数值模拟方法,借助前人所设计的1m×1m×1m立方体熔窑结构,以一对棒状电极在窑炉内分别进行底插、侧插、顶插布置,探究了在不同电极布置形式下熔窑内玻璃熔体的电流密度,功率密度,温度场及流场随加热时间的变化,同时还探究了底插电熔窑内上述物理场随保温时间的变化。利用Fluent商业软件进行计算,通过加载UDF文件,控制电极向熔窑内间歇供电以实现电熔窑的保温过程。计算方法采用了可适用于较大时间步长的瞬态问题的PISO方法。计算结果与前人的研究结论进行比对,验证了结果的可靠性。研究结果给出了不同电极布置形式下电熔窑内电流密度、功率密度、温度及流速的分布情况。结果表明,加热过程中三种形式的电熔窑,其内熔体电流密度与功率密度在两电极附近及两电极之间较为集中,分别为103104 A/m2,106108W/m3,并随着熔窑内熔体温度的升高向高温区集中。底插电熔窑内熔体在水平方向上表现出较大的温度梯度;侧插电熔窑内熔体在Z=0.4-0.7m之间拥有相对均匀的温度分布,平均温度约为2.5×103K;顶插电熔窑顶部熔体温度最高为4 664K,加热产生的高温熔体受浮力影响易积聚在熔窑顶部,实际生产中电极输入功率不应过大,否则有可能会引发熔窑红顶、翻顶。三种熔窑内熔体的最大流速数量级处为10-3m/s。上升的高温熔体在熔窑顶部受阻而分流造成顶部高温。中下方上升熔体与顶部回流熔体流向相反造成熔窑顶部环流。采用通断电的形式对底插电熔窑保温13 940s后,窑内熔体温度趋于一致,最大温度由约4 000K降至约2 000K,最大流速数量级由10-3m/s降至10-4m/s,环流核心位置维持稳定。该结果揭示了玻璃电熔窑内电-热-流之间的耦合关系,对实际熔窑的设计与优化具有指导意义。
杨金梦[2](2019)在《大型熔窑中搅拌对玻璃液均化质量的影响与表征》文中认为平板玻璃现已成为诸多高新技术产业如太阳能电池、液晶显示器、LED显示器的基础材料,这些新兴技术行业对玻璃的质量提出了更高的要求。机械搅拌是一种有效地提高玻璃液均化质量的手段,因此建立一个定量化指标来表征和评价搅拌对玻璃液均化质量的影响是十分有必要的。本文以搅拌器前X=41.2m截面上的前进流为研究对象,通过在Fluent软件的DPM模型中添加粒子,模拟了第Ⅰ、Ⅱ环流前进流在使用搅拌器和不使用搅拌器的条件下玻璃液流的轨迹。文中以未使用搅拌器的数据为参考标准,通过对液流受到搅拌后运动轨迹的数理统计提出了一个关于搅拌对第Ⅰ、Ⅱ环流前进流均化质量影响的评价体系。定义了3个指数(搅拌时间指数TI、质点半径指数RI和质点分散指数DI)来描绘搅拌对第Ⅰ、Ⅱ环流前进流均化质量的作用效果,然后用均化指数HI来判断搅拌后的前进流均化质量,最后通过比较两种取样方式——随机取样和分层抽样对均化指数HI值的影响,验证了数理统计方法表征搅拌对第Ⅰ、Ⅱ环流前进流均化质量影响的代表性。通过对数值模拟结果的分析,得到了搅拌对玻璃液均化质量的附加影响,包括:使卡脖壁面处的耐火材料侵蚀加剧,前进流中的耐火材料非均质体增多,前进流的均化质量变差;影响成形流的热均匀性,使成形流的表面横向温差减小,纵向中心线温差增加;搅起回流,降低回流本身和前进流的均化质量。
龚国进[3](2018)在《无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉数值模拟研究》文中研究说明无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉是小型的高端设备。本论文使用Ansys Fluent Workbench软件,对玻璃液中的电场、温度场和流场进行数值模拟。电场采用直流替代交流的方法进行研究。利用直流电场方法,对含砷浅池电助熔窑进行了研究,结果表明:玻璃液中电场、温度场和流场对称分布。熔化池玻璃液内电场以电极为边界均匀分布,热点位于3#电极末端,形成了2个典型的主环流。澄清池玻璃液温度分布均匀,仅中部有一个小环流,其余为线性流动。对无砷浅池电熔窑的研究表明:玻璃液中三场对称分布。整体电场分布均匀。采用两级熔化工艺后,垂直方向热点与水平方向热点重合,位于玻璃液表面2/3位置,提升玻璃液温度效果显着。除了2个典型的主环流,在电极附近还形成4个小环流。利用数值模拟结果,解决了生产过程中一些重要的特别是电场方面的问题,使良品率长期处于80%以上的高水平,达到了研究目标。通过对无砷窑炉的数值模拟,分析了三场的分布情况,可以对精细化生产的窑炉进行精确的模拟。对基板玻璃窑炉中复杂电场的数值模拟,为研究其他电熔窑炉奠定了一定的实践经验和理论基础。
邢志斌[4](2017)在《浮法玻璃液流搅拌与成形行为的工程仿真及验证性研究》文中研究表明浮法玻璃熔窑内成形液流的成分均匀程度及其在锡槽内的铺展成形过程,直接决定着浮法玻璃的质量。因此,要稳定持续生产出优质的浮法玻璃,必须确保有成分均匀的成形液流及在锡槽内成形过程中合理的工艺参数设置。为了获得均匀性优良的成形玻璃液,在生产过程中往往在卡脖处水包的后面安装搅拌器,通过强制搅拌作用来提高玻璃液的均匀性。首先,本论文应用ANSYS Fluent 14.5模块对典型的600 t/d浮法玻璃熔窑内的搅拌过程进行了工程仿真研究,分别研究了垂直及水平两种搅拌方式。按照流体相似原理对两种搅拌方式进行了物理模拟,对工程仿真所得结果的规律性特征进行了验证。研究表明,通过搅拌器的拉伸作用,玻璃液中的非均质体变小变细,相互接触面积增大,扩散作用增强,提高了玻璃液的均匀性。在此基础上,本项工作提出了玻璃液均化效果的评价方法。此外,分别对两种类型搅拌器的参数进行了优化,认为垂直搅拌器插入深度最佳为0.170m,对应的最佳搅拌速度为5.3r/min。水平搅拌器的插入深度最佳为0.145m,搅拌器转速4r/min6r/min。本论文通过工程仿真方法对玻璃液在锡槽内成形演变过程进行了系统研究。应用ANSYS 14.5中Fluent及Polyflow模块分别对锡槽入口端玻璃液流淌过程及玻璃液在锡槽内的铺展成形过程进行了工程仿真研究;并运用示踪粒子流线建立起玻璃液流从流道横截面到锡槽横截面的位置之间的对应关系。在对玻璃液进入锡槽流淌过程的仿真研究中,结合玻璃端面条纹中部图像所反馈的液流信息,明确了在流道中部主体位置垂直截面的玻璃液在成形过程中的分布状态;而玻璃端面条纹的边部图像所反馈的液流信息,不仅与熔窑的状态相关,还与唇砖、湿背砖、八字砖有密切相关性。这些研究结果,有利于全面深化认识从玻璃池窑进入到锡槽中玻璃液的分配规律。在此基础上,进一步对唇砖安装位置、形状及其对成形的影响进行了分析,明确了唇砖最佳的安装位置,可用于指导锡槽唇砖工程设计与安装。依据工程仿真方法及液流分配规律进行了新的优化设计,提出了新的唇砖结构设计方案。此外,本项工作对完善玻璃条纹图像在浮法生产过程中的监控技术也有指导意义。玻璃液在锡槽内的铺展成形过程的仿真研究中,对比分析了自然厚度、4mm及5mm(拉薄),6mm,8mm及10mm(积厚)条件下玻璃带轮廓形状、速度分布和厚度分布。所得结果有利于对玻璃液在锡槽内成形过程整体的流动状况有更加全面的了解,对于工业化生产出优质玻璃和优化浮法成形工艺有重要作用。
许世清[5](2016)在《浮法熔窑内整体液流特征与局部扰动机制的仿真分析研究》文中提出目前,在解决大型池窑玻璃熔化过程稳定性的问题中,由于玻璃液在高温状态下的高粘度、低流速和池窑形状及其辅助设施的特殊性,使得玻璃液在熔窑内的流动特征分析,采用常规的方法难以实现,还有很多尚未清晰的科学问题需要探讨。本论文以此为背景,采用工程仿真的方式,以熔窑内熔融玻璃液作为研究对象,分别对工作部底部热温差带来的扰动,以及玻璃原料中Fe的含量变化带来的不同流层分布进行了系统研究,并以条纹图像作为验证手段。在此基础上,通过对窑内液流流动趋势的分析,给出了熔窑中玻璃液与条纹图像不同位置的对应关系。文章采用ANSYS 14.5软件中的Fluent模块进行浮法熔窑内玻璃液流动状态的工程仿真;采用通用后处理CFD-Post进行结果的提取和计算;采用YTF-2015T型浮法玻璃条纹图像分析仪来采集端面条纹图像,对仿真结果加以对比和验证。研究结果表明,当熔窑工作部底部两侧存在温差时,将会影响熔窑内主体液流的分配。通过计算发现工作部底部两侧温差存在临界值,当温差大于该临界值,玻璃液产生横向流动,均匀性严重变差,即发生了热不均匀现象;当玻璃原料中的Fe含量增大时,玻璃液在熔窑中的热透性随之降低,导致表层液流温度较高而底层液流温度较低,表流速增大,成形流的厚度变浅;对一条玻璃生产线原料中Fe元素含量发生变化过程的验证性研究表明,随着原料中Fe含量增大,搅拌速度应适当增大,搅拌深度减小,以保证玻璃液的均匀性。运用粒子追踪的方式,对正常情况下窑内整体液流的流动趋势进行了分析,建立了熔窑内玻璃液流动状态与条纹图像的对应关系,分析了流出熔窑的玻璃液均匀性分布特征,该分布特征与条纹图像特征相一致。本项研究应用已经在实际玻璃生产过程质量问题的诊断和消除中得到了验证,为玻璃液在熔窑内的流动中保持稳定均化、生产出优质玻璃产品提供了科学依据。
贺建雄[6](2015)在《浮法玻璃熔体中气泡行为特征的数学模拟》文中研究表明本文在前人有关浮法玻璃熔窑数学模拟研究的基础上,开发了描述流体中气泡行为特征的数学模型,通过模型耦合得到了专门描述浮法玻璃熔体中气泡行为特征的数学模型。应用此模型,对我国首座日熔化量600吨的全氧燃烧型浮法玻璃熔窑进行了仿真模拟。重点研究了该熔窑玻璃液流场以及玻璃熔体中气体分布特点,分析了该熔窑气泡澄清困难的原因,提出了针对该熔窑的优化调整措施和具体工艺优化参数,并运用研究结果指导了该熔窑的实际工业调试,取得了良好的验证效果。通过对该熔窑玻璃液流场以及玻璃熔体中气体分布的仿真模拟研究表明:(1)对具有卡脖冷却水包和鼓泡器的浮法玻璃熔窑而言,其玻璃液存在四个主要环流;(2)与普通浮法玻璃熔窑相比,全氧燃烧型浮法玻璃熔窑由于其温度制度较高,玻璃液环流运动速度较快,玻璃液池底热点温度也较高,因此很容易导致芒硝(澄清剂)在澄清均化前区分解过快,使热点之后玻璃液表面短时间内产生较多气泡难以消除并堆积形成“泡沫层”;(3)在熔窑澄清均化前区,玻璃液中CO2、SO3这两种气体浓度较高,将直接影响到玻璃熔体中小气泡内部气体的扩散,导致小气泡难以消除产生气泡缺陷。通过对该熔窑气泡澄清困难原因的分析,提出针对该熔窑的优化调整措施和具体工艺参数如下:(1)鼓泡器最优调整措施及参数:鼓泡器1排,距离投料池前壁13.14m,鼓泡器数目20个,鼓泡器间距0.452m,单个鼓泡器泡数为20个/分钟,且保证鼓泡器单位气体总流量为1.50Nm3/h;(2)卡脖冷却水包最优调整措施及参数:卡脖冷却水包数目1根,距离投料池前壁33.936m,插入液面深度0.45m;(3)熔窑玻璃液热点最优参数:热点位置距玻璃液面1.15m,距投料池前壁18.38m,热点温度为1408.13℃;(4)温度制度最优分配方式:采用“双热点”熔窑温度分配制度,更有利于熔化和澄清。通过运用数学模拟有针对性的研究全氧燃烧型浮法玻璃熔窑气泡问题,并通过数学模拟提出优化措施,指导了实际生产的调试过程,使得该熔窑气泡问题得到极大改善,从而显示出该数学模型的实用性,同时也为全氧燃烧型浮法玻璃熔窑在我国的技术推广起到了指导作用。
胡建军,孔祥东,艾超,田德志,刘斌[7](2014)在《六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟》文中进行了进一步梳理采用内热源结合固定电极壁温的方法替代实际电熔窑交变电场焦耳热的产生,通过数值求解基于雷诺时均的三维定常黏性N-S方程及能量方程,对某实际运行的六角形玻璃电熔窑内部的流场、温度场进行了数值模拟研究。通过与物理模拟试验结果相比对,验证了提出的内热源结合固定电极壁温方法的正确性,运用该方法对玻璃电熔窑内温度场及流场开展模拟研究,获得了其内部温度分布特点、涡系结构及流场细节,为玻璃电熔窑的设计及优化提供了一定参考。
王浩鹏[8](2013)在《熔窑中玻璃液流动规律的物理模拟及卡脖处的流态研究》文中提出浮法玻璃是一种重要且应用极其广泛的工业产品,经过半个多世纪的发展,其生产技术已经上升到一个新的层次;但是玻璃行业仍然是一个传统的耗能大户,随着全球能源的日益紧张,掌握玻璃液流动规律,进而实现玻璃生产中的节能减排,已成为一个迫切需要解决的问题。由于窑炉的高温封闭,难以对熔窑内玻璃液进行全面的观察,因此物理模拟成为研究熔窑内玻璃液流动规律的主要手段。物理模拟的相似理论是建设物理模型的理论基础;但受限于相似准则数的选取以及具体实施的困难,难以估量所建物理模型与实体玻璃熔窑的相似程度。针对这一情况,本文提出一种构建物理模型的新思想:以相似准则为基础,通过Fluent流体模拟软件对物理模型进行计算机仿真,改变模型尺寸、模拟液黏度和进口流速进行优化。经过仿真模拟结果对比分析得出,当实际熔窑与物理模型在长、宽、高方向上尺寸比例分别为30∶1、30∶1、6∶1,所选用模拟液黏度为200Pa·s,进口流速为5×10-6m/s时,数值模型内部流态与实际熔窑玻璃液模拟结果达到较合适的匹配标准,物理模型和实际熔窑匹配程度较高;通过与文献[46]中提出的相似准则进行验证,结果一致。基于得出的最优物理模型参量,构造了浮法玻璃熔窑的物理模型实体。利用动态监测系统记录示踪粒子在物理模型内部模拟液中的流动状态,并将所得到的模拟液流动轨迹图同文献比较,其结果保持一致,从而证明了利用数值模拟来优化浮法玻璃熔窑物理模型参量的可实现性及物理模型结果的可靠性。利用数值模拟手段,研究了玻璃液在浮法玻璃熔窑卡脖附近的流动规律。研究发现:卡脖处玻璃液沿高度方向自上而下存在着前进流和回流,与熔窑冷修时候拍摄的实际熔窑卡脖处玻璃液冲刷条纹痕迹一致;卡脖附近直角结构处玻璃液流速非常缓慢,已经形成死区;部分第二循环玻璃液在卡脖周围,经过大量的、反复的循环,最后才流出玻璃窑,既增加了能耗,又有可能搅起玻璃窑底层的不动层,并与上层新鲜的玻璃液混合,使玻璃液均化效果降低;同时利用物理模拟,再现卡脖附近玻璃流态,与前述数值模拟结果一致。
许世清[9](2011)在《浮法玻璃熔窑工作部湍流诱发机制及其对能耗的影响》文中研究指明浮法玻璃产品的品质稳定,首先要求浮法玻璃熔窑各项工艺过程能够连续的保持稳定,但在玻璃熔窑宽度方向上的两侧,会由于其外部环境不同,引起熔窑两侧温度上的波动;并且,由于受到熔窑结构的影响,外部温度波动直接影响到熔窑工作部底部温度的均衡性,从而引起工作部的湍流,带来玻璃液的热不均匀现象。本文以日熔化量500 t的浮法玻璃熔窑中玻璃液作为研究对象,采用ANSYS软件中的FLOTRAN模块进行模拟分析。首先建立正常情况模型,对工作部底部温度进行抽取,然后对模型进行细化,与模型原型进行模拟结果对比,证实其可行性,之后在细化模型的基础上,对熔窑工作部底部的热不均匀现象进行数值模拟,以分析其将会带来的液流上的变化以及玻璃液在离开熔窑时的均匀性较之正常情况下的变化,然后与采集到的端面条纹图像进行对比验证。模拟研究结果表明,细化后的模型可以表达正常情况下熔窑工作部玻璃液的流动趋势;熔窑工作部底部存在温差会影响熔窑内主体液流的分配,在熔窑工作部,底部温度较高一侧的玻璃液会从下层的回流上升到上层的前进流中,最终流出熔窑,导致第三环流玻璃液在高温一侧上升;此外,由于受到温度的影响,高温一侧底层回流玻璃液的流速增大,将会吸引周围的玻璃液作为流量补偿,其中包括在熔窑宽度方向上的底层玻璃液,即温度较低一侧的底层玻璃液将会流向高温一侧。在受到底部温差影响时,玻璃液流动的趋势,既存在于熔窑高度方向,又有存在于熔窑宽度方向。工作部底部温度不均衡还会引起玻璃液湍流的波动,并且当温差大于42℃(实测39℃),玻璃液均匀性严重变差。此模拟结果与企业的生产日志记录、相应玻璃条纹检测结果中出现的现象相吻合;此外,由于底部横向温差带来的这种非正常液流,带动了熔窑中第二环流的流量,从而增加了熔窑的能耗。
苍利民,魏永强,阎韬,杨柯[10](2011)在《超白玻璃熔窑内玻璃液流动和传热的三维数值模拟》文中研究说明利用流体动力学计算方法分析了超白玻璃熔窑内玻璃液的三维流动和传热状况,得到了玻璃液在熔窑内的温度场和速度场,在此基础上计算出代表玻璃液熔制质量的滞留时间、熔融指数和澄清指数,对研究玻璃熔窑结构性能、提高玻璃熔制质量以及优化工艺参数都有重要意义。
二、玻璃熔窑设计过程中的数学与物理模拟(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、玻璃熔窑设计过程中的数学与物理模拟(论文提纲范文)
(1)玻璃电熔窑热过程数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 概述 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 玻璃的导电性 |
1.1.2 玻璃的粘性 |
1.1.3 玻璃电熔的优势 |
1.1.4 几种常见的电极布置方式 |
1.1.5 电极的布置方式与玻璃液温度场和流体场的关系 |
1.2 研究现状 |
1.3 研究目的与意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究意义 |
2 研究内容与研究方案 |
2.1 研究内容 |
2.2 研究方案 |
2.3 数值模拟工具 |
3 模型介绍 |
3.1 物理模型 |
3.2 数学模型 |
3.3 网格划分 |
3.4 材料参数及定解条件 |
3.5 小结 |
4 加热过程模拟 |
4.1 计算参数设置 |
4.2 计算结果与分析 |
4.2.1 底插电熔窑计算结果与分析 |
4.2.2 侧插电熔窑计算结果与分析 |
4.2.3 顶插电熔窑计算结果与分析 |
4.2.4 电极布置形式的对比研究 |
4.2.5 小结 |
5 保温过程模拟 |
5.1 计算参数设置 |
5.2 计算结果与分析 |
5.3 小结 |
结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(2)大型熔窑中搅拌对玻璃液均化质量的影响与表征(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 影响玻璃均匀性的因素 |
1.2.1 国内关于玻璃均匀性的影响因素研究 |
1.2.2 国外关于玻璃均匀性的影响因素研究 |
1.3 玻璃制品均匀性的检测方法现状 |
1.3.1 国内关于玻璃制品均匀性的检测方法现状 |
1.3.2 国外关于玻璃制品均匀性的检测方法现状 |
1.4 搅拌装置的发展现状 |
1.5 研究内容及意义、思路及可行性 |
1.5.1 研究内容及意义 |
1.5.2 可行性及创新点 |
1.6 本章小结 |
第2章 CFD与数理统计分析方法介绍 |
2.1 CFD简介 |
2.1.1 CFD问题的求解过程 |
2.1.2 CFD的数值解法 |
2.1.3 CFD中的数值方程 |
2.2 ANSYS Fluent软件模型介绍 |
2.2.1 非定常流动模型 |
2.2.2 离散相模型(DPM) |
2.2.3 转动模型 |
2.3 数理统计分析方法 |
2.3.1 描述性统计分析 |
2.3.2 探索性数据分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 熔窑内玻璃液的数值模拟设置 |
3.1 数值模型的建立 |
3.1.1 熔窑内玻璃液尺寸 |
3.1.2 熔窑内玻璃液模型的建立 |
3.1.3 搅拌器模型 |
3.1.4 模型的网格划分 |
3.2 模型的材料属性和边界条件 |
3.2.1 液相的属性 |
3.2.2 固相的属性 |
3.2.3 速度边界条件 |
3.2.4 温度边界条件 |
3.2.5 热边界条件 |
3.3 动网格设置 |
3.4 添加粒子的设置 |
3.5 数值模拟收敛过程的设定 |
3.6 本章小结 |
第4章 模拟结果的统计分析 |
4.1 搅拌区范围的确定 |
4.2 均化质量影响因素一——搅拌时间 |
4.3 均化质量影响因素二——质点半径 |
4.4 均化质量影响因素三——质点间的分散程度 |
4.5 均化质量的定量评价——均化指数 |
4.6 取样方式对均化指数的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 搅拌对玻璃液均化质量的附加影响 |
5.1 耐火材料侵蚀加剧 |
5.2 热均匀性改变 |
5.3 搅起回流 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(3)无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 TFT-LCD基板玻璃窑炉特点 |
1.3 玻璃窑炉模拟研究进展 |
1.4 课题研究内容与意义 |
第2章 基板玻璃窑炉数值模拟基础 |
2.1 基板玻璃生产线概述 |
2.2 基板玻璃窑炉数值模拟原理 |
2.2.1 火焰窑数值模拟 |
2.2.2 玻璃液中电场的数值模拟技术 |
2.2.3 配合料和玻璃液简化 |
2.3 基板玻璃窑炉数值模拟计算系统 |
2.4 本章小结 |
第3章 含砷基板玻璃窑炉数值模拟 |
3.1 含砷基板玻璃窑炉模拟计算 |
3.1.1 熔窑前处理 |
3.1.2 计算设置 |
3.2 模拟结果分析 |
3.2.1 熔化池火焰空间模拟结果 |
3.2.2 澄清池火焰空间模拟结果 |
3.2.3 玻璃液流动空间模拟结果 |
3.2.4 含砷基板玻璃窑炉整体特征分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 无砷基板玻璃窑炉数值模拟研究 |
4.1 无砷基板玻璃窑炉模拟计算 |
4.1.1 无砷窑炉结构及网格情况 |
4.1.2 计算设置 |
4.2 模拟结果 |
4.2.1 过渡阶段火焰空间模拟结果 |
4.2.2 稳定期间火焰空间模拟结果 |
4.2.3 稳定期间玻璃液空间模拟结果 |
4.2.4 无砷基板玻璃窑炉整体特征分析 |
4.2.5 数值模拟在无砷窑炉生产中的应用 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的论文及科研成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)浮法玻璃液流搅拌与成形行为的工程仿真及验证性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 浮法玻璃熔制及成形 |
1.2.1 浮法玻璃熔制 |
1.2.2 浮法玻璃成形 |
1.3 玻璃液均匀性的国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 玻璃成形研究国内外现状 |
1.4.1 国外研究现状 |
1.4.2 国内研究现状 |
1.5 研究内容及方法、思路及可行性 |
1.5.1 研究内容及方法 |
1.5.2 思路及可行性 |
1.6 研究意义及创新点 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究创新点 |
第2章 研究方法介绍 |
2.1 工程仿真所用模块介绍 |
2.1.1 主要数值方程 |
2.1.2 Fluent介绍 |
2.1.3 Polyflow介绍 |
2.2 流体相似原理 |
2.2.1 流动力学相似条件 |
2.2.2 黏性流体流动的力学相似准数 |
2.3 实验装置 |
2.3.1 浮法玻璃条纹图像分析仪 |
2.3.2 SEM扫描电子显微镜 |
2.4 本章小结 |
第3章 600t/d浮法玻璃熔窑搅拌的仿真及其验证研究 |
3.1 引言 |
3.2 垂直搅拌的仿真研究 |
3.2.1 数值模型 |
3.2.2 物性参数和边界条件 |
3.2.3 仿真结果分析 |
3.3 水平搅拌的仿真研究 |
3.3.1 数值模型 |
3.3.2 仿真结果分析 |
3.4 仿真结果验证——物理模拟 |
3.4.1 垂直搅拌物理模拟 |
3.4.2 水平搅拌物理模拟 |
3.5 本章小结 |
第4章 玻璃液从唇砖到锡槽内的演变过程仿真研究 |
4.1 引言 |
4.2 研究对象 |
4.3 模型建立、材料属性及仿真参数 |
4.3.1 模型建立 |
4.3.2 材料属性和仿真参数 |
4.4 仿真结果 |
4.4.1 对称面玻璃液含量分析 |
4.4.2 出口参考截面的玻璃液速度场 |
4.4.3 流线分析 |
4.4.4 湿背流 |
4.4.5 综合分析及仿真结果验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 唇砖位置对玻璃成形影响的仿真研究 |
5.1 引言 |
5.2 模型参数 |
5.3 仿真结果分析 |
5.3.1 湿背流与唇砖距锡液面高度关系 |
5.3.2 湿背流与唇砖伸入锡槽距离关系 |
5.3.3 综合分析及唇砖结构优化 |
5.4 本章小结 |
第6章 玻璃液在锡槽内成形的仿真研究 |
6.1 引言 |
6.2 数值模型 |
6.3 物性参数、边界条件及实验假设 |
6.4 仿真结果分析 |
6.4.1 仿真所得玻璃板厚度 |
6.4.2 玻璃带轮廓分布 |
6.4.3 速度分布 |
6.4.4 厚度分布 |
6.4.5 流线分析 |
6.4.6 综合分析 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)浮法熔窑内整体液流特征与局部扰动机制的仿真分析研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 熔窑内玻璃液流的仿真技术 |
1.3 工程仿真方法 |
1.3.1 工程仿真与数值模拟 |
1.3.2 计算流体动力学(CFD) |
1.3.3 CFD的数值模拟方法 |
1.4 国内外对玻璃液流数值模拟的研究现状 |
1.4.1 国外对玻璃液流数值模拟的研究现状 |
1.4.2 国内对玻璃液流数值模拟的研究现状 |
1.5 研究的思路和可行性 |
1.5.1 研究的思路 |
1.5.2 研究的可行性 |
1.6 研究的主要内容、意义及创新点 |
1.6.1 主要研究内容及意义 |
1.6.2 本项工作的创新点 |
1.7 本章小结 |
第2章 研究内容及仿真相关理论基础 |
2.1 仿真过程思路 |
2.2 主要研究内容与方法 |
2.2.1 500 t/d熔窑工作部底部玻璃液热不均匀现象的工程仿真 |
2.2.2 原料中不同Fe含量对玻璃液影响的工程仿真及其验证性研究 |
2.2.3 熔窑中玻璃液流与条纹图像对应关系的分析 |
2.3 试样的来源 |
2.4 YTF-2015T型浮法玻璃条纹图像分析仪 |
2.4.1 基本原理 |
2.4.2 图像采集过程原理 |
2.4.3 用途、性能与主要参数 |
2.4.4 条纹图像的整体比例关系 |
2.5 仿真相关理论基础介绍 |
2.5.1 所需软件简介 |
2.5.2 数值方程简介 |
2.6 湍流模型的选取 |
2.6.1 浮法熔窑中玻璃液流的湍流现象 |
2.6.2 湍流方程 |
2.7 本章小结 |
第3章 浮法熔窑内玻璃液正常模型与细化模型的工程仿真对比研究 |
3.1 数值模型的建立 |
3.1.1 窑炉整体尺寸 |
3.1.2 料堆和泡界线 |
3.1.3 卡脖冷却水包 |
3.1.4 熔窑内玻璃液模型的建立 |
3.2 边界条件 |
3.2.1 速度边界条件 |
3.2.2 压力边界条件 |
3.2.3 温度边界条件 |
3.2.4 湍流动能边界条件 |
3.3 熔窑内玻璃液的性能参数 |
3.3.1 粘度 |
3.3.2 有效导热系数 |
3.3.3 比热 |
3.3.4 密度 |
3.4 模型假设与网格划分 |
3.4.1 模型假设 |
3.4.2 网格划分 |
3.5 加载求解 |
3.6 细化模型 |
3.6.1 细化模型的提出 |
3.6.2 玻璃熔窑工作部底部温度分布 |
3.6.3 细化模型底部温度分布 |
3.7 正常模型的仿真结果同细化模型结果的比较 |
3.7.1 在熔窑工作部高度(Y)方向流动趋势的对比 |
3.7.2 在熔窑工作部宽度(Z)方向流动趋势的对比 |
3.8 本章小结 |
第4章 熔窑工作部底部玻璃液热不均匀现象的工程仿真 |
4.1 细化模型条件的设定 |
4.2 仿真结果与讨论 |
4.2.1 工作部玻璃液流动趋势分析 |
4.2.2 玻璃液均匀性分析 |
4.2.3 能耗分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 原料中不同Fe含量影响玻璃液均化的工程仿真分析及其验证性研究 |
5.1 引言 |
5.2 理论计算 |
5.3 工程仿真 |
5.3.1 模型及相关参数的描述 |
5.3.2 仿真结果与讨论 |
5.4 整体流动趋势分析及验证性实验研究 |
5.4.1 整体流动趋势分析 |
5.4.2 玻璃液均匀性分析 |
5.4.3 分析内容的验证性实验 |
5.5 本章小结 |
第6章 熔窑中玻璃液流与条纹图像的对应关系 |
6.1 引言 |
6.2 熔窑内整体液流流动趋势特征分析 |
6.3 液流不同质点流动过程的研究 |
6.3.1 熔窑卡脖处截面对应各质点的流动趋势分析 |
6.3.2 熔窑出口处截面对应各质点的流动趋势分析 |
6.4 成形流整体分布趋势总结 |
6.5 成形流玻璃液均匀性分析与验证 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(6)浮法玻璃熔体中气泡行为特征的数学模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1. 导论 |
1.1 玻璃熔体中气泡的产生及澄清 |
1.2 国内外玻璃熔体中气泡的研究现状 |
1.2.1 气泡缺陷实测研究现状 |
1.2.2 气泡物理模拟研究现状 |
1.2.3 气泡数学模拟研究现状 |
1.3 玻璃熔体中气泡数学模拟存在的问题及发展趋势 |
1.3.1 数学模拟的不足之处 |
1.3.2 数学模拟的发展趋势 |
1.4 选题的目的与意义 |
1.5 本章小结 |
2. 数学模型建立 |
2.1 浮法玻璃熔窑数学模型 |
2.1.1 熔窑空间换热模型 |
2.1.2 配合料熔化模型 |
2.1.3 浓度扩散模型 |
2.1.4 玻璃熔体流场模型 |
2.2 玻璃熔体中气泡行为特征数学模型 |
2.2.1 假设 |
2.2.2 气泡内部温度和压力模型 |
2.2.3 气泡运动速度模型 |
2.2.4 气泡位置模型 |
2.2.5 气泡与玻璃液进行气体交换过程的模型 |
2.2.6 玻璃气泡大小计算模型 |
2.2.7 气泡成份变化模型 |
2.3 模型边界条件 |
2.3.1 温度(传热)边界条件 |
2.3.2 速度边界条件 |
2.3.3 气体浓度边界条件 |
2.4 本章小结 |
3. 数学模型计算 |
3.1 模型计算流程 |
3.1.1 确定计算方法及软件 |
3.1.2 区域离散化求解 |
3.1.3 方程离散化 |
3.1.4 离散方程求解 |
3.1.5 收敛指标计算 |
3.2 数学模型参数值确定 |
3.2.1 浮法玻璃配合料参数 |
3.2.2 浮法玻璃物性参数 |
3.2.3 火焰与物料界面之间的等效辐射传热系数 |
3.2.4 熔窑部位等效传热系数 |
3.2.5 砂粒熔化模型参数 |
3.2.6 浮法玻璃熔体中气泡行为特征模型参数 |
3.3 本章小结 |
4. 数学模拟结果与分析 |
4.1 浮法玻璃熔制过程及液流运动和反应区域划分 |
4.2 浮法玻璃熔体流场分布模拟 |
4.2.1 温度场分布 |
4.2.2 热点位置 |
4.2.3 速度场分布 |
4.3 全氧燃烧型浮法玻璃熔体中气泡行为特征模拟 |
4.3.1 玻璃熔体中气体的浓度分布 |
4.3.2 气泡澄清过程 |
4.4 本章小结 |
5.浮法玻璃溶体中气泡行为特征数学模拟应用 |
5.1 生产面临的实际问题 |
5.2 利用数学模拟分析问题 |
5.2.1 鼓泡器参数调整对气泡澄清的影响 |
5.2.2 卡脖冷却水包深度调整对气泡澄清的影响 |
5.2.3 熔窑温度制度对气泡澄清的影响 |
5.2.4 拉引量调整对气泡澄清的影响 |
5.3 数学模拟优化调试及结果 |
5.3.1 优化调整措施及参数 |
5.3.2 优化调试结果 |
5.4 工业调试及效果 |
5.5 本章小结 |
6. 讨论 |
6.1 主要研究内容 |
6.2 创新工作 |
6.3 研究的不足之处 |
6.4 进一步开展研究的思路和建议 |
7. 结论 |
8. 参考文献 |
9. 附录 |
致谢 |
(7)六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟(论文提纲范文)
0 引言 |
1 物理模型 |
2 数值模型及其正确性验证 |
2.1 几何建模及网格划分 |
2.2 控制方程 |
2.3 流动模型、边界条件及物性参数 |
2.4 数值模型正确性验证 |
3 结果与分析 |
3.1 等温纯作业流条件下窑内流场 |
3.2 无作业流下窑内纯自然对流流场、温度场 |
3.3 作业流叠加窑内自然对流流场、温度场分布 |
4 结论 |
(8)熔窑中玻璃液流动规律的物理模拟及卡脖处的流态研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内浮法玻璃发展现状 |
1.3 浮法玻璃熔窑 |
1.3.1 浮法玻璃熔窑结构介绍 |
1.3.2 浮法玻璃熔窑新技术介绍 |
1.4 浮法玻璃熔窑内部玻璃液流研究方法 |
1.4.1 数值模拟 |
1.4.2 物理模拟 |
1.5 本文的主要研究内容及意义 |
1.6 本章小结 |
第2章 实验相关理论基础以及相关软件介绍 |
2.1 相似理论 |
2.1.1 相似第一定律 |
2.1.2 相似第二定律 |
2.1.3 相似第三定律 |
2.1.4 常用的相似准则 |
2.2 数值方程 |
2.2.1 连续性方程 |
2.2.2 运动方程 |
2.2.3 能量方程 |
2.2.4 湍流方程即标准 k-ε湍流模型 |
2.3 实验所用软件介绍 |
2.3.1 ANSYS FLOTRAN |
2.3.2 SolidWorks |
2.3.3 ANSYS FLUENT |
2.4 本章小结 |
第3章 浮法玻璃熔窑物理模型参量的优化研究 |
3.1 本章思路 |
3.2 FLUENT 软件与 FLOTRAN 软件模拟结果的比较 |
3.2.1 用 Fluent 软件对玻璃熔窑的数值模拟 |
3.2.2 两软件对玻璃熔窑数值模拟结果的比较 |
3.3 本实验所用模拟液的性能介绍 |
3.4 本实验所用边界条件 |
3.5 实体熔窑和物理模拟尺寸比例的优化研究 |
3.6 模拟液黏度和进口流速的优化研究 |
3.6.1 1#模拟液进口流速的优化研究 |
3.6.2 2#模拟液进口流速的优化研究 |
3.6.3 3#模拟液进口流速的优化研究 |
3.6.4 4#模拟液进口流速的优化研究 |
3.6.5 5#模拟液进口流速的优化研究 |
3.6.6 模拟液黏度的优化研究 |
3.7 优化结果最佳参量的验证 |
3.8 本章小结 |
第4章 浮法玻璃熔窑物理模型的构建 |
4.1 物理模型主体的构建 |
4.2 热源的选取 |
4.3 示踪剂 |
4.3.1 液体示踪剂 |
4.3.2 粒状示踪剂 |
4.3.3 絮状示踪剂 |
4.4 光源系统与动态监测系统 |
4.5 熔窑整体环流的物理模拟结果 |
4.6 模拟液流动轨迹表现不充分的问题 |
4.7 本章小结 |
第5章 浮法玻璃熔窑卡脖处玻璃液流动规律的研究 |
5.1 实体模型尺寸 |
5.2 建立实体模型并划分网格 |
5.3 边界条件 |
5.4 玻璃液物料属性 |
5.5 模拟结果及讨论 |
5.5.1 卡脖入口处玻璃液流动规律 |
5.5.2 卡脖处死区的分析 |
5.6 物理模拟玻璃熔窑 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)浮法玻璃熔窑工作部湍流诱发机制及其对能耗的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 浮法玻璃 |
1.2.1 浮法玻璃工艺 |
1.2.2 我国浮法玻璃发展现状 |
1.2.3 我国浮法玻璃质量与国外的差距及原因分析 |
1.3 我国浮法玻璃技术的发展方向 |
1.3.1 玻璃熔窑全氧燃烧技术 |
1.3.2 新型熔化和澄清技术 |
1.3.3 清洁生产技术及节能技术 |
1.3.4 熔窑的数值模拟技术 |
1.4 数值模拟在浮法玻璃熔窑液流流动过程中的应用 |
1.4.1 国外对熔窑中液流数值模拟的研究现状 |
1.4.2 国内对熔窑中液流数值模拟的研究现状 |
1.5 浮法玻璃熔窑中玻璃液流的湍流现象 |
1.6 论文工作的目的、意义及主要内容 |
1.7 本章小结 |
第2章 研究内容与实验装置 |
2.1 研究内容 |
2.1.1 500 t/d 浮法玻璃熔窑的数值模拟 |
2.1.2 对细化后模型的数值模拟 |
2.1.3 工作部存在湍流的熔窑数值模拟 |
2.2 实验装置 |
2.3 ANSYS 软件 |
2.3.1 ANSYS 的主要技术特点 |
2.3.2 ANSYS 软件中的FLOTRAN 模块 |
2.3.3 FLOTRAN CFD 模块计算流体分析的具体类型 |
2.3.4 FLUID 142 单元 |
2.3.5 ANSYS 软件分析的一般步骤 |
2.4 浮法玻璃条纹图像分析仪 |
2.4.1 理论依据 |
2.4.2 性能及主要参数 |
2.5 本章小结 |
第3章 500 t/d 浮法玻璃熔窑的数值模拟 |
3.1 数值方程 |
3.1.1 连续性方程 |
3.1.2 运动方程 |
3.1.3 能量方程 |
3.1.4 湍流方程 |
3.2 熔窑尺寸及边界条件 |
3.2.1 熔窑及其辅助设施的尺寸 |
3.2.2 边界条件 |
3.3 熔窑中玻璃液的性能参数 |
3.3.1 粘度 |
3.3.2 有效导热系数 |
3.3.3 比热 |
3.3.4 密度 |
3.3.5 其他参数 |
3.4 模型的建立与网格的划分 |
3.4.1 模型的简化 |
3.4.2 建立模型 |
3.4.3 网格的划分 |
3.5 加载求解 |
3.6 模拟结果与讨论 |
3.6.1 浮法熔窑中玻璃液的湍流现象 |
3.6.2 对玻璃熔窑工作部底部温度的抽取 |
3.6.3 采用近似温度后的模拟结果同正常情况的比较 |
3.7 本章小结 |
第4章 对熔窑工作部底部热不均匀的数值模拟 |
4.1 边界条件的设定 |
4.2 模拟结果与讨论 |
4.2.1 在熔窑工作部高度(Y )方向流动趋势对比 |
4.2.2 在熔窑工作部底部长度( X )方向流动趋势对比 |
4.2.3 在熔窑工作部宽度( Z )方向流动趋势对比 |
4.2.4 在熔窑工作部玻璃液湍流动能对比及均匀性分析 |
4.2.5 熔窑中能耗的比较 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与研究成果 |
一、承担的研究课题与研究成果 |
二、发表论文 |
致谢 |
作者简介 |
(10)超白玻璃熔窑内玻璃液流动和传热的三维数值模拟(论文提纲范文)
1 引言 |
2 数学模型 |
2.1 模型假设和控制方程 |
2.2 边界条件 |
3 结果和讨论 |
3.1 计算分析结果 |
3.2 玻璃熔制质量指数 |
4 结语 |
5 应用体会 |
四、玻璃熔窑设计过程中的数学与物理模拟(论文参考文献)
- [1]玻璃电熔窑热过程数值模拟[D]. 王文峰. 内蒙古科技大学, 2020(12)
- [2]大型熔窑中搅拌对玻璃液均化质量的影响与表征[D]. 杨金梦. 燕山大学, 2019(03)
- [3]无砷TFT-LCD基板玻璃窑炉数值模拟研究[D]. 龚国进. 河北科技大学, 2018(04)
- [4]浮法玻璃液流搅拌与成形行为的工程仿真及验证性研究[D]. 邢志斌. 燕山大学, 2017(01)
- [5]浮法熔窑内整体液流特征与局部扰动机制的仿真分析研究[D]. 许世清. 燕山大学, 2016(01)
- [6]浮法玻璃熔体中气泡行为特征的数学模拟[D]. 贺建雄. 海南大学, 2015(09)
- [7]六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟[J]. 胡建军,孔祥东,艾超,田德志,刘斌. 热科学与技术, 2014(01)
- [8]熔窑中玻璃液流动规律的物理模拟及卡脖处的流态研究[D]. 王浩鹏. 燕山大学, 2013(08)
- [9]浮法玻璃熔窑工作部湍流诱发机制及其对能耗的影响[D]. 许世清. 燕山大学, 2011(10)
- [10]超白玻璃熔窑内玻璃液流动和传热的三维数值模拟[J]. 苍利民,魏永强,阎韬,杨柯. 玻璃, 2011(02)