卡脖与冷却部液流结构形态的分析.docx

卡脖与冷却部液流结构形态的分析（一）[19]
卡脖与冷却部液流结构形态的分析（一）
作者：雷强
分析了卡脖、冷却部液流的基本形态与速度矢量分布，讨论了影响液流结构的因素。
正确认识熔窑内液流的结构形态及其变化规律，有助于我们改善生产
卡脖与冷却部液流结构形态的分析（一）[19]
卡脖与冷却部液流结构形态的分析（一）
作者：雷强
分析了卡脖、冷却部液流的基本形态与速度矢量分布，讨论了影响液流结构的因素。
正确认识熔窑内液流的结构形态及其变化规律，有助于我们改善生产条件，提高作业水 平，节能降耗，提高玻璃质量。
卡脖、冷却部作为熔窑的重要组成部分，研究其内部液流特性，可以更好地了解其作业 形态，改善其使用效果。
1卡脖的液流结构
卡脖作为连接熔化部（澄清部）与冷却部的通道，其液流结构变化必然受前者的影响，并 影响到后者。由于其自身结构的特性和一些重要辅助生产设备的使用，使得该部位的液流结 构会发生重大变化，并根本性地影响到前、后两者。

卡脖的液流结构和速度矢量分布见图1。
由图1可见：（1）在未增加任何辅助设施时，卡脖液流主要由前行流和回流（合称直流） 及其共同作用区组成。共同作用区与边部吸附层及角部不动层，将液流分为上部前行流区域 和下部回流区域，前行流与回流互为逆向行进。
（2） 由于卡脖的缩流作用，卡脖段的直流速度和前行流层厚度，分别高于各自在熔化部 和冷却部区段的值。这样，由玻璃液横向温差造成的横流（实际上是与直流共同作用成为斜 流），由于流速较低，在较窄的卡脖内会变得不很明显。因而其与直流共同作用形成回旋流 的机会，在卡脖较短且直流相对流动强度大的情况下，几乎不存在。同样的原因还造成共同 作用区比熔化部、冷却部要低而薄一些。
（3） 前行流的流速分布从中部到边部、由表面到深层递减；回流层流速则由于受边界因 素的影响，由中部向四周递减。共同作用区处于紊流状态，根据连续性原则，可将其整体速 度视为零，边、角部不动层不参与宏观流动，速度也视为零。

卡脖增加大水管或浅层水包的液流结构及速度变化见图2。
卡脖大水管或浅层水包一般是从卡脖胸墙的一侧穿到另一侧，由此造成的横向温差的加
强作用，如果不仔细比较的话，对玻璃液宏观质量的影响是不易察觉的。穿上水管或水包后， 在液流纵剖面上可以看出其结构受到了一定的影响。即由于水管或水包及其吸附层的作用， 使得液流形态在该处发生了变化。主要表现为：
前行流由表面流改为在水管或水包下“绕行”，浅层进入。
共同作用区在该部位下移并变薄。
下层回流也受到一定的影响。

卡脖穿深层水包的液流结构及流速变化见图3。
由图3可见，随卡脖穿水包深度的增加，对液流结构的影响发生了由量变到质变的过程。
由于水包深度的增加，迫使前行流由浅层进入改为深层进入，直流空间大大减小。
因直流层空间变小，为满足冷却部玻璃液补偿量的要求，使得直流流动的强度相对 增大，流速进一步加快。
前行流与回流在有限的高度内高速逆向行进，使得共同作用区变薄直至被割断，水 包下方出现棒状共同作用区的可能性增大。
在水包之后，温度较高的前行液流使得冷却部上层回流遇热被带回冷却部，成为前 行流的一部分；在水包之前，温