数学模拟在玻璃熔窑的应用研究

陈国平， 李 慧， 冯敏鸽

(陕西科技大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710021)

0 引言

玻璃的质量与玻璃熔窑运行时，高温玻璃液的熔化质量有很大的关系，因此玻璃生产企业十分关注玻璃液流动的运行规律,希望在窑炉结构设计和实际运行中予以掌握，实现生产的有效控制.但由于在玻璃熔窑运行中，玻璃液温度较高、炉体结构严密，导致玻璃液体的各项参数测试较为困难，因此全面掌握高温条件下玻璃液流的运行规律，至今仍然是难度较大的课题[1].

通常，人们研究玻璃液流的方法有现场实测法、物理模拟法和数学模拟法等三种.其中，数学模拟法将燃烧理论、具体实验和窑炉设计等三者结合起来，通过计算结果与实验数据的对比，不但对基本现象和过程的认识有所深化，而且能合理地设计玻璃熔窑.相对于实测法和物理模拟法，它具有方便快捷、成本低廉等优点，减少了实际工作的盲目性和工作量，节约了人力物力资源，最大程度地提高了玻璃行业的经济效益.近年来，玻璃熔窑数值模拟技术得到迅速发展，其中的三维数值模拟克服了二维数值模拟的不足，能够更加全面地掌握玻璃液流动规律，优化窑炉结构和操作工艺，受到了极大的关注[2,3].

近年来，国内利用三维数值模拟方法，模拟了一些玻璃熔窑的流动与温度场[4-6], 但应用于玻璃生产实际过程却并不多，这在很大程度上与数模软件的使用难度较大有关.而采用技术……