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医用铅玻璃液流动与传热的数值模拟

2020-09-12

医用铅玻璃液在熔窑内的流动状况和温度分布对玻璃熔制过程起决定性作用,长期以来,生产和设计人员对铅玻璃液在熔窑内的流动状况和温度分布给予了极大的关注,研究人员也是通过研究玻璃液流的情况对铅玻璃熔制过程给以说明。但由于间题的复杂,已发表的有关铅玻璃熔制模拟研究的论文仅限于玻璃液流场和温度场的分析,对铅玻璃熔制质量的说明只是定性描述.因此,建立铅玻璃熔制质量的定量化评价指标,将玻璃液流场及温度场和玻璃熔制质量间建立起定量关系,是模拟技术更好地服务于生产的关键,也是铅玻璃生产的迫切需求.铅玻璃厂家提出了评价铅玻璃熔制质量的定量化指标,建立了两者的定量关系,从而确立了用数值模拟手段定量地分析和评价铅玻璃熔制过程的科学方法。

玻璃液流动与传热的数值模拟,是通过建立描述玻璃液流动与传热的控制方程,利用计算机数值计算获得熔窑内玻璃液流场和温度场.图1(a )是二维熔窑的纵剖面图,图1(b)是数值计算中采用的玻璃液在液面和池底上的温度边界条件.图1(b)中Tm为热点温度,即玻璃液面上的峰值温度,Xm为热点位置。

铅玻璃.png


玻璃液在熔窑中的流动状态由以下控制方程来描述

医用铅玻璃.png

式中:u,v分别是液流在x,y方向的速度,P为玻璃液密度,g为重力加速度,p为静压,Cp为玻璃定压比热,ke为玻璃液的等效导热系数,u为玻璃液动力粘度,T为玻璃液温度。

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沙巴体育上述微分方程组与玻璃液在液面、池壁上的速度与温度边界条件一起构成了熔窑内玻璃液流动与传热的二维数学模型。据此数学模型,通过数值计算可确定玻璃液流的流场与温度场。图2是典型工况的流场与温度场。


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