玻璃液熔制工況偵測(cè)與熔制工藝診斷分析
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采用數(shù)值模擬方法分析玻璃熔窯的熔制工藝問(wèn)題已有很多文獻(xiàn)報(bào)道。十年前，流行的方法是各大專(zhuān)院校研究生自己動(dòng)手編制計(jì)算機(jī)程序，模擬計(jì)算專(zhuān)門(mén)的問(wèn)題。近幾年，大量的流體力學(xué)商業(yè)軟件（CFD）也可以應(yīng)用到玻璃熔制工藝問(wèn)題上。比較有名的CFD軟件有PHOENICS,FLOW3D,FLUENT,ANSYS等等。
同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院的玻璃熔窯模擬實(shí)驗(yàn)室不但使用實(shí)測(cè)和物理模擬方法來(lái)診斷玻璃熔窯中的問(wèn)題，而且還長(zhǎng)期使用自己編制的CFD軟件及商業(yè)CFD軟件來(lái)輔助研究熔窯中玻璃液的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。該實(shí)驗(yàn)室采用商業(yè)軟件建立的三維玻璃熔窯的數(shù)值模型可以很好描述玻璃液流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還可以用動(dòng)畫(huà)的形式把火焰，粒子流動(dòng)軌跡，溫度分布展現(xiàn)出來(lái)。同濟(jì)大學(xué)在與江蘇華爾潤(rùn)集團(tuán)的合作中，通過(guò)數(shù)值模擬、物理模擬等手段的相互配合研究，在日產(chǎn)600噸浮法熔窯的池底減淺，日產(chǎn)900/1000噸浮法玻璃熔窯玻璃液流工況分析等技術(shù)問(wèn)題上取得了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)的研究報(bào)告為熔窯改造與設(shè)計(jì)方案討論提供了多角度的分析基礎(chǔ)。
5 結(jié)論
玻璃熔窯及其玻璃液熔制工藝是非常復(fù)雜的化學(xué)工藝之一，也是獨(dú)特的高溫化學(xué)反應(yīng)工程。大型玻璃熔窯造價(jià)昂貴、運(yùn)行費(fèi)用很高、能耗很高、運(yùn)行環(huán)境苛刻，這些特征限制了玻璃熔窯性能的技術(shù)革新進(jìn)程，因?yàn)樵诖笮腿鄹G上的些微失誤帶來(lái)的損失是巨大的。正因?yàn)槿绱?，盡管工程技術(shù)人員每天維持著玻璃熔窯的正常運(yùn)行，很少有人能夠完全解釋熔窯中發(fā)生的玻璃熔制工藝問(wèn)題。在解決熔制工藝問(wèn)題中也往往是病急亂投醫(yī)，或是冒險(xiǎn)拍腦袋做嘗試，很多時(shí)候這種做法付出的代價(jià)是巨大的，當(dāng)然這些冒險(xiǎn)嘗試也是推動(dòng)熔窯技術(shù)進(jìn)步的一種途徑。
本文通過(guò)推介熔窯內(nèi)玻璃液熔制工況的偵測(cè)方法及診斷應(yīng)用實(shí)例，說(shuō)明了解決熔窯玻璃液熔制工藝問(wèn)題正確途徑。只有采用了正確的診斷工具，得到了準(zhǔn)確的信息，才能在診斷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合玻璃熔制工藝?yán)碚摯_診熔制障礙的關(guān)鍵所在。實(shí)踐證明，這種解決問(wèn)題的途徑較大化解了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，快速找到了關(guān)鍵問(wèn)題，規(guī)避了熔制障礙造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。
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