玻璃熔窑窑外分解仿真的数学模型研究.pdf

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~雠旧舱⋯獬彩签名:垄垄垄日期:,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。日期:塑本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权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。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑●
摘要目前,在玻璃生产过程中,配合料的加热、熔融和硅酸盐的分解以及玻璃液的澄清都是在熔窑内进行的,这种生产工艺己成为制约玻璃工业生产的瓶颈,具体表现在两个方面:一方面生产规模受限,窑炉结构使单生产线的生产规模接近极限;另一方面玻璃生产过程中的能源利用率低。基于此,本文提出了一个新的生产工艺改进方案,将玻璃生产过程中硅酸盐的分解过程放在熔窑外进行,这样不仅提高了物料进入熔窑的初始温度,而且能有效缩短物料在窑内的停留时间。采用这种改进工艺进行玻璃生产,熔窑本身的结构要作一定的调整。本文对基于窑外分解的玻璃熔窑各子模块进行分析,建立相应的数学模型,并利用计算机技术对熔窑结构调整过程与效果的可视化进行研究。本文将基于窑外分解的玻璃熔窑数学模型分为预分解模型、玻璃液传热与流动模型和玻璃液的澄清均化模型。其中,预分解模型是建立在辊道窑为窑外分解设备基础上的,而是辊道窑的滚轮运输速度与空间温度成为影响配合料预分解效果的主要因素;玻璃液的传热与流动模型则是基于玻璃液的流场与温度场建立的,主要考虑玻璃液的热量与动量平衡条件;澄清均化模型主要描述玻璃液中的气泡状态,在此模型中,主要的影响因素是玻璃液表面的张力对气泡气体的分压。在各子模块中,根据质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律和相应的边界条件建立对应的数学模型,并利用数值模拟的方法对微分方程组求取近似解。考虑到仿真模型的复杂性与模拟过程中人机交互的实际困难,本文利用建立的数学模型,采用物理建模工具构造出熔窑的物理结构,设定边界条件进行数值模拟,运用和技术构建软件平台,并将熔窑结构模型和模拟结果数据导入软件平台,利用中的粒子系统模拟玻璃液在熔窑中的实时状态并提供模拟过程中人机互动工具。玻璃熔窑窑外分解技术是本文为提高玻璃生产效率而提出的一种生产工艺改进方法,若能应用于实际玻璃生产,将可产生一定的经济效益。关键词:窑外分解;仿真模型;数学模型;●
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目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第滦髀邸浮法玻璃技术的发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.课题研究的目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第虏AУ娜壑乒碳叭垡そ峁沟慕樯堋玻璃熔制的工艺原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.》úA垡じ鞑糠纸峁埂.》úA垡そ峁钩叽缂吧杓萍扑恪本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第虏A垡ひね夥纸獾氖P汀玻璃熔窑窑外分解的理论依据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.以辊道窑为窑外分解设备的数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯.⋯⋯