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超薄浮法玻璃生产线的设计、生产基本概况及特点刘建国【摘要】作为电子玻璃基片的超薄浮法玻璃,具有良好的经济效益,近几年得到了快速发展.文章根据超薄浮法玻璃厚度薄、生产速度快、产品质量要求高的特点,从设计、生产和超薄浮法线特点等方面对超薄浮法玻璃生产线进行了简要阐述.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2010(031)006【总页数】5页(P88-92)【关键词】浮法玻璃;设计生产概况;生产线特点【作者】刘建国【作者单位】中国建材国际工程集团有限公司,上海,200063【正文语种】中文超薄玻璃产品主要用于电子信息产业,如液晶显示器、手机、仪表显示器,以及医用和工业仪表等行业,而薄玻璃(通常指1.5～2mm厚度的浮法玻璃)进一步深加工后做成安全玻璃,还用于汽车行业。
超薄玻璃在电子信息产业中很大一部分是用作平面显示器的基片。
液晶显示器自1968年问世以来,已被广泛地应用到电子手表、计算器、数字式仪表、游戏机、照相机、传呼机、电话机、移动电话机、传真机、复印机、办公用的各种字符显示终端、笔记本电脑、台式电脑、便携式电视机、大型平板显示器,并开始用于29寸电视机等一系列需要显示的地方,在各个领域获得了广泛的应用。
液晶显示器主要分为3类,第1类为TN型液晶显示器,黑白单色;第2类为STN型液晶显示器,伪彩色,响应速度较慢;第3类为TFT型液晶显示器,真彩色,响应速度较快。
超薄浮法玻璃产品正是用来做TN和STN型液晶显示器的基片的,目前我国已是全球TN和STN型液晶显示器的主要生产国和输出国。
这2种显示器由上下两片基板玻璃组成,基板玻璃上先镀SiO2膜再镀氧化铟锡薄膜即ITO膜,制成导电玻璃,再与液晶、偏振片、控制电路等一起组成液晶显示器。
由于技术所限,国内市场上超薄玻璃的大部分仍然依赖进口解决。
近年来,国内超薄浮法玻璃生产得到了很大的突破,先后建成了数条超薄浮法玻璃生产线,目前已经能够成批稳定的生产1.1～1.6mm厚度的超薄玻璃,并可生产0.55mm厚度的产品。
浮法玻璃生产过程中的节能途径顽近下景匕玻璃行业是一个高能耗行业，玻璃熔窑是玻璃生产线能耗最多的设备，在玻璃成本中燃料成本约占35%〜50%.我国自行设计的大部分浮法玻璃熔窑玻璃液单耗可以达到6500kJ/kg〜7500kJ/kg玻璃液，国外大的浮法玻璃企业只有5800kJ/kg玻璃液，我们与国际先进水平有一定差距。
发达国家玻璃熔窑的热效率一般在30%〜40%，我国玻璃熔窑的热效率平均只有25%〜35%.熔窑结构设计和保温措施不合理，使用的耐火材料质量档次低是存在这种差距的重要原因之一。
其次，国内浮法玻璃工艺操作技术落后、管理不够完善等也是造成能耗高、熔化质量差、窑炉寿命短的原因。
到目前我国已拥有浮法玻璃生产线140余条，玻璃产能增加较快，市场竞争逐步白热化。
做为玻璃主要燃料的重油，价格持续走高，在玻璃成本中所占比例越来越大。
因此，降低玻璃能耗，对降低生产成本，提高企业的市场竞争力，减少环境污染，缓解能源短缺等都具有巨大意义。
玻璃企业的节能是一个长期任务，国内外技术人员积极进行研究，如优化窑炉结构设计、富氧燃烧、全氧燃烧电助熔、重油乳化技术等。
目前很多企业已开始在生产过程中实施节能措施，并对玻璃生产过程控制等方面的节能措施进行探索。
配合料水分、温度与油耗众所周知，水分在配合料中的状态与配合料的温度密切相关。
配合料温度大于35°C时，绝大多数水分以游离态附着在难熔的砂粒表面，从而可以粘附较多的纯碱加强助熔效果。
当配合料温度小于35°C时，配合料中的水分会与纯碱形成Na2CO310H2O或Na2CO37H2O，与芒硝形成Na2SO410H2O结晶水化合物，使砂粒表面失去水分显得干燥，使助熔作用减弱。
北方地区在冬季由于气温较低，配合料温度一般低于35C，有些地区甚至仅有20C左右。
为了保持配合料外观湿润，通常采取增加配合料水分的办法，虽然起到一定作用，但也会带来较多弊端，如料仓壁结块现象加重、油耗增加等。
浮法玻璃熔窑的合理设计（连载二）唐福恒（北京长城工业炉技术中心北京102208）摘要对浮法玻璃熔窑的熔化率设计，熔化区的长宽比例设计，熔化区、小炉、蓄热室系统的基本热平衡计算，窑体结构散热量与窑体砖结构重量的关系，熔化率与单位能耗指标之间的关系，以及个别浮法玻璃熔窑存在的不达产、多烧的燃料热量随排岀废气跑掉了等问题进行了分析验证。
提岀了浮法玻璃熔窑合理设计的10个要点。
关键词浮法；玻璃；熔窑；设计中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1003-1987（2021）02-0001-13Reasonable Design of Float Glass Melting FurnaceTANG Fuheng(Technology Center ofBeijing Great Wall industrial Furnace,Beijing10220&China) Abstract:Design for melting rate of float glass furnace,length-width ratio design of melting area,the basic heat balance calculation of melting area,pot,regenerator system,the relationship between heat loss of kiln body structure and the mass of bricks,the relationship between the melting rate and unit energy consumption indicators,as well as the production yield is not up to standard and more fuel is combusted, heat energy ran away with the discharged waste gas,ten key points of reasonable design of float glass melting furnace are put forward.Key Words:float glass,furnace,design7国内浮法玻璃熔窑存在的一些问题7.1浮法玻璃熔窑的小炉对数过去在大確硅砖质量较差时形成了一种观念：认为玻璃熔窑的池宽不能太大，以确保大確的安全。
玻璃熔制组别：第二组组长：黄忠伦组员：孙印持、黄忠伦、张彬、何洋、赖世飞、朱子寒“玻璃熔制”课程任务一、任务目的：400t/d浮法玻璃熔窑熔制制度的确定二、主要内容：１、确定玻璃熔制过程的温度-黏度曲线；２、确定玻璃熔制的各种熔制制度；３、分析熔制制度对玻璃质量的影响；三、基本要求：１、玻璃熔制制度应符合实际生产情况要求，便于组织生产；２、熔制制度参数选择合理、先进；３、熟悉玻璃熔制制度对玻璃质量的影响；４、提交一份打印的任务说明书及电子文档；5、提交本小组各成员的成绩表（100分制）；（一）黏度与温度的关系1.由于结构特性的不同，玻璃熔体与晶体的黏度随温度的变化趋势有显著的差别。
晶体在高于熔点时，黏度变化很小，当到达凝固点时，由于熔融态转变晶态的缘故，黏度呈直线上升。
玻璃的黏度则随温度下降而增大，从玻璃液到固态，玻璃的黏度是连续变化的，其间没有数值上的突变。
（1）应变点：应力能在几小时内消除的温度，大致相当于粘度为1013.6Pa·s时的温度，也称退火下限温度。
（2）转变点（Tg）：相当于粘度为1012.4Pa·s时的温度。
高于此点脆性消失，并开始出现塑性变形，物理性能开始迅速变化。
（3）退火点：应力能几分钟内消除的温度，大致相当于粘度为1012Pa·S时的温度，也称退火上限温度。
（4）变形点：相当于粘度为1010-1011Pa·S时的温度范围。
（5）、软化温度（Ts）：它与玻璃的密度和表面张力有关，相当于黏度为3×106~1.5×107Pa·s的温度范围。
对于密度约等于2.5的玻璃它相当于粘度为106.6Pa·S时的温度。
（6）操作范围：相当于成型玻璃表面的温度范围。
T上限指准备成型的温度，相当于粘度为102-103Pa·S时的温度；T下限相当于成型时能保持制品形状的温度，相当于粘度>105Pa·S时的温度。
浮法平板玻璃产品生产工艺双辽玻璃厂于1999年7月30日建成投产了400吨级浮法玻璃生产线。
浮法平板玻璃产品产量设计能力215万重量箱/年。
设计平均年生产日为353天，日产量6090重量箱。
产品质量标准执行中华人民共和国家标准。
《浮法玻璃》GB11614—1999。
产品综合产量及质量指标：制镜玻璃20%；汽车玻璃40%；建筑玻璃100%。
400吨级浮法玻璃生产线，原料工艺的配合料秤量混合生产系统使用减量法计算机在线控制全自动生产线。
传感器和主要软件使用了国外先进技术。
实现了配合料高质量生产。
玻璃熔窑使用了美国托利多公司窑炉新技术，提高了玻璃液的熔化质量。
中央控制系统使用了法国贝利公司计算机新技术，使生产线全部工艺生产技术指标参数控制精确，调整快速准确，始终处于最佳状态。
400T肖浮法玻璃生产线科技含量高，工艺技术装备水平居国内同行业领先地位。
企业通过高效率组织管理，科学的运作，实现了浮法玻璃生产一次试生产成功，产量达到了设计生产能力。
投产后浮法玻璃生产线平板玻璃产品年产量突破设计能力。
投产后浮法玻璃生产线平板玻璃产品年产量突破设计能力，达到了227万重量箱/年。
浮法检测各项质量指标全部达到国家标准。
部分质量指标超过国家标准（GB11614—1999）。
一原料生产工艺流程400T级浮法玻璃液熔化量400吨/天。
需用粉料配合料（干基）369.61吨/天，碎玻璃回窑量95.51吨/天，配合料总量（干基）465.13吨。
浮法玻璃使用的各种原料化学成份、粒度、水分质量标准控制在入厂和入库前。
保证各种原料成份进厂批量稳定，使用批量稳定，使玻璃成份保持稳定。
硅砂：质量合格硅砂由汽车运输进厂，经桥式起重抓半机抓送到砂库贮存。
由起重抓斗机抓送入硅砂中间仓，仓下的电振给料机将硅砂送入电振筛筛分。
筛上物装袋运走（极少），筛下硅砂经胶带输送机、提升机送入秤量排库仓使用。
硅石粉：质量合格硅石粉由火车运输批量进厂，人工卸货。
浮法玻璃熔窑中玻璃液流动模拟及工艺优化随着现代工业的快速发展，浮法玻璃成为了广泛应用于建筑、汽车和电子等领域的重要材料。
而浮法玻璃的质量和性能很大程度上取决于熔窑生产过程中玻璃液的流动情况。
因此，对于浮法玻璃熔窑中玻璃液流动进行模拟和优化，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
一、浮法玻璃熔窑中玻璃液流动模拟1. 熔窑结构与玻璃液流动特性浮法玻璃熔窑通常由玻璃池、料斗、罩头、分区部分等组成。
玻璃液在池中融化，并从料斗中流出，进入罩头。
在罩头的作用下，玻璃液慢慢变平，形成连续平整的玻璃带。
在这个过程中，玻璃液的流动受到多个因素的影响，例如重力、表面张力、罩头结构等。
2. 流动模拟方法为了更好地理解浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动特性，可以使用数值模拟方法。
数值模拟方法可以将复杂的流动过程简化为数学方程组，并通过计算机模拟求解得到详细的流动信息。
目前，常用的数值模拟方法包括有限元方法和有限体积方法等。
通过这些方法，可以计算得到玻璃液的速度场、温度场等信息。
二、浮法玻璃熔窑工艺优化1. 生产质量优化浮法玻璃的生产质量直接关系到产品的市场竞争力。
通过模拟玻璃液流动过程，可以找到工艺中存在的问题，并进一步优化工艺参数以提高产品质量。
例如，通过调整罩头结构、控制熔窑温度分布等，可以减少玻璃中的气泡和其他缺陷，提高产品的透明度和均匀性。
2. 能耗降低优化浮法玻璃熔窑通常需要消耗大量的能源。
优化工艺参数可以帮助降低能源消耗，提高能源利用效率。
例如，通过优化玻璃液的流动速度和温度分布，可以减少能源的损耗。
此外，还可以采用其他节能措施，例如使用高效燃烧器、优化加热方式等。
3. 生产效率提高优化浮法玻璃的生产效率对于企业的经济效益至关重要。
模拟玻璃液流动过程可以帮助优化生产工艺，提高生产效率。
例如，通过优化料斗结构，可以使玻璃液在流动过程中更加顺畅，减少停机时间。
此外，还可以采用自动控制系统，实现生产过程的智能化管理，提高生产效率。
第 4 章总工艺计算耗热量的计算已求得的数据①原料组成见表4-1②碎玻璃用量占配合料的20%。
③配合料（不包含碎玻璃）水分：4%。
④玻璃熔化温度1465C湿粉料中形成氧化物的数量见表3-2表4-2形成玻璃液的各氧化物的量单位：质量分数（%）湿粉料逸出气体组成见表4-3表4-3逸出气体组成配合料用量的计算 碎玻璃量 20 ( 4 1、 粉料量 =80 (4-1、即：碎玻璃量=20 X 粉料量80即1 kg 粉料中需要加入kg 碎玻璃，可以得到玻璃液:%Xl + =因此，熔制成为1 kk 玻璃液需要粉料量：1G 粉==09粉 1.0493熔化成1 kg 玻璃液需要的配合料量为：+ =生成硅酸盐耗热量(以1 kg 湿粉料进行计算，单位kJ/kg ) 由CaCO 3生产CaSiO 3时反应耗热量q 1 ：q 1 = =x ( + + ) /100 =由MgCO 3生成MgSiO 3时反应耗热量q 2：q 2==x+ + /100=由CaMg(CO 3)2生成CaMg(SiO 3)2时反应耗热量q 3：q 3== X ( + ) /100=由NaCO 3生成NaSiO 3时耗热量q 4：0.251.0493 =0.2383q4== X1OO=由Na2SO4 生成NaSO3 时耗热量q5：q5= X1OO=1 kg湿粉料生成硅酸盐耗热量：q o= q i+ q2 + q3+ q4 + q5—H—I—I——（kJ）玻璃形成过程的热量平衡（以生成1 kg玻璃液计，单位是kJ/kg,从0C算起）①支出热量a.生成硅酸盐耗热量：q i—q o G粉一X—b.形成玻璃耗热量：q n—347G粉（1—气）kJ—347XX（ 1 －X）—c.加热玻璃液到1465E耗热量：q m—C玻t玻C 玻—+ X0—4t 玻—+ X0—4X465—q m —C 玻t 玻—X465—d.加热逸出气体到1465E耗热量：q^ —气G粉C气t熔式中V气—粉—熔—1465 °CC 气—C CO2（CO2%+ SO2%）+ C H2O H2O%— X（+）%+ X%q^ =气G 粉C 气t 熔—XXXX1645e.蒸发水分耗热量：q v—2491G粉G水q v —2491G粉G 水—2491XX% —共计支出热量：q支一q【+ q n + q m + q^ + q v—++++②收入热量（设配合料入窑温度为36C）a.由碎玻璃入窑带入的热量：q^ —C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃—4C 碎玻璃—+ X10 X36—q^ —C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃—X/^36 —b.由粉料入窑带入的热量：q^ = C粉G粉t粉q^ = C 粉G 粉t 粉=XX36=共计支出热量：q收=中+ q皿=+ =③熔化1 kg玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量:q = q 支—q 收=—=燃烧计算烟气组成计算：5：1•重油成分见下表4-4表4-4重油成分单位：质量分数（%）2.计算基准：100g重油；条件：重油完全燃烧;窑内气体或火焰按其化学组成成分以及具有的氧化或还原能力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。
浮法玻璃熔窑烟气综合治理的研究１引言根据党的十六大作出的战略部署和我国经济社会发展的客观要求制定的我国“十一五”发展规划，最鲜明的特点就是，坚持以科学发展观统揽经济发展全局，并把产业结构优化升级、资源利用率显著提高、可持续发展能力增强等作为经济发展的主要目标。
在此背景下，中国平板玻璃工业面临着新的历史性的选择。
2006年玻璃市场的持续低迷使玻璃企业销售受阻，资金周转困难，融资难度加大。
为了缓解资金压力，许多企业采取降价销售的办法，导致玻璃价格持续下滑，反而给企业带来更大的压力。
许多企业资金链断裂，由此出现了严重的生存危机。
如何增强企业自主创新能力，逐步形成一批拥有自主知识产权和知名品牌，国际竞争办较强的优势企业；如何有效降低玻璃企业单位生产总值的能源消耗；如何加大环保力度，发展环保经济，节能减排，建设资源节约、环境友好型企业等问题，摆在业界有识之士的面前。
同时，为了提高企业的市场竞争力，也为了满足我国“十一五”规划纲要提出的单位国内生产总值能耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少。
10％的总体要求，各个企业也在积极探索稳定可靠的节能减排技术。
目前，大吨位浮法玻璃生产线技术、富氧助燃、熔窑全保温、余热低温发电、烟气脱硫等技术已日趋成熟，并将在整个行业得到广泛推广应用。
随着技术创新在高端领域的拓展和节能减排技术的广泛推广应用，“洛阳浮法玻璃工艺”技术的水平将会有大的提升。
２国内浮法玻璃生产线烟气利用和治理的现状2.1燃料结构及烟气分析2.1.1目前使用的主要燃料及其燃烧特性国内浮法玻璃生产线目前主要使用重油、天然气、煤制气等几种燃料，其主要质量指标和燃烧特性如下：2.1.1.1重油表1 设计用代表性重油性质实际生产中，为节约燃料成本，大多企业使用渣油，甚至部分掺混煤焦油。
燃料中硫含量波动较大，最大含硫量可能达到7％。
2.1.1.2天然气和煤制气表2 常见天然气特性表今年来某些厂采用两段式发生炉煤气，其主要特点是煤气热值有所提高，但总的含硫量变化不大。
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浮法玻璃熔窑中玻璃溶解过程的数值模拟与分析在现代玻璃工业中，浮法法是一种常用的玻璃生产方法。
在浮法玻璃工艺中，玻璃料在特定的熔窑中经过高温熔化，并通过连续浮在锡液上的方式制成连续平板玻璃。
玻璃熔化过程中的温度分布、流体流动、传热和质量传递等因素对最终玻璃品质产生重要影响。
为了提高产品质量和生产效率，数值模拟与分析成为优化工艺的重要工具。
1. 玻璃熔化过程的数值模拟数值模拟是利用计算机对物理过程进行数值计算和分析的方法。
在浮法玻璃熔窑中，利用数值模拟可以模拟玻璃料的熔化过程，预测温度分布、流体流动、传热和质量传递等过程。
数值模拟可以帮助我们深入了解熔化过程中各种参数的变化规律，优化工艺参数，提高产品质量。
首先，数值模拟需要建立合适的物理模型。
玻璃熔化过程可以视为流体力学、传热学和质量传递学的综合问题。
根据流体力学中的连续性方程、动量方程和能量方程，结合质量传递的方程，可以建立玻璃熔化过程的数学模型。
该模型考虑了熔化过程中的流体流动、传热和质量传递等关键因素。
其次，数值模拟需要选择合适的数值方法。
常用的数值方法包括有限差分法、有限体积法和有限元法等。
这些数值方法可以将连续的物理模型离散化，转化为数值计算问题。
通过合适的数值方法，可以在计算机上求解数学模型，得到玻璃熔化过程中各种参数的数值解。
最后，数值模拟需要进行参数的验证和误差分析。
通过与实验数据的对比，可以验证数值模拟的准确性和可靠性。
同时，对模拟结果进行误差分析，可以了解数值模拟的精度和可信度。
2. 玻璃熔化过程的数值分析基于数值模拟的结果，可以进行数值分析来了解玻璃熔化过程中各个因素的影响和相互关系。
数值分析可以帮助我们更好地理解和优化熔化过程，提高产品的质量和生产效率。
首先，数值分析可以研究玻璃熔化过程中的温度分布。
温度是影响玻璃熔化和成型过程的重要因素。
通过数值分析，可以得到温度随时间和空间的变化规律，从而确定最适宜的温度范围和温度梯度。
超白浮法玻璃熔化温度与黏度特性及其对液流影响的分析武林雨112许世清13王长军112赵宝盛112刘世民第（1.河北省超白功能玻璃材料技术创新中心廊坊065600；2.河北南玻玻璃有限公司廊坊065600；3.燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛066004）摘要由于超白玻璃的铁含量低，因此与普通浮法玻璃存在较大的差异。
从超白浮法玻璃的温度、黏度特性，及其对熔窑内玻璃液流的影响方面进行分析，计算玻璃液温度、黏度与深度之间的变化关系，并结合窑内液流流动规律和实际生产的数据，提岀了超白玻璃液流的特点和生产中需要注意的问题，为超白浮法玻璃的生产提供了参考。
关键词超白玻璃；铁含量；温度；黏度；液流中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1003-1987（2021）05-0015-05Analysis of Melting Temperature and ViscosityCharacteristics of Ultra-clear Float Glass and Its Influence on Liquid Flow WU Linyu1,2?XU Shiqing1,3,WANG Changjun1,2,ZHAO Baosheng1,2,LIU Shimin1,3(1.Hebei Ultra-clear Functional Glass Material Technology Innovation Center;Langfang065600,China；2.Hebei CSG Glass Co.,Ltd.,Langfang065600,China；3.Materials Science and Engineering,Yanshan University,Qinhuangdao066004,China) Abstract:Due to the low iron content of ultra clear glass,it is quite different from ordinary float glass.Mainly analyzed the melting temperature and viscosity characteristics of ultra clear float glass and its influence on the glass flow in the furnace,calculated the relationship between the temperature and viscosity of the glass flow with the depth,and put forward some characteristics of fluid flow and problems needing attention in the production of ultra clear float glass,based on the flow law of the glass flow in the furnace and the actual production data.This work provides a reference for the actual production of ultra clear float glass.Key Words:ultra clear glass,iron content,temperature,viscosity,glass flow0引言超白玻璃又称高透明玻璃、低铁玻璃，与普通玻璃相比具有较高的透光率和透明特性，主要应用于高档建筑的内外装修、电子产品、高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品等行业。
浮法玻璃池窑液流形态分析(熔化部)雷 强(山西光华玻璃有限公司 太原市 030000) 摘 要 本文从流体力学和热力学及运动学等液流运动产生的原因和形成的条件出发,结合浮法玻璃熔窑生产的实际状况,对窑内液流形态进行了一定的分析和探讨,初步给出了其基本形态的模型,对以往研究成果中存疑之处也提出了自己不同的看法。
关键词 玻璃熔窑 液流形态Fluidiz i ng For m Analysis of Float Glass FurnaceL ei Q iang(Shanxi Guanghua Glass Co.)Abstract T h is article m akes an app rop riate analysis and study on fluidizing fo rm,based on the causes and state of fluid movem ent w ith regards to hydrom echanics,thermodynam ics,k inem atics,etc and as w ell as specific conditi ons of float glass m elting p rocess.It also gives a p reli m inary model fo r the fundam ental fo rm s,and p resents different view s on the uncertain po ints of ach ievem ents in scientific research in the past.Key words Glass m elting furnace F luidizing fo rm 以往研究表明造成玻璃熔窑内液流运动的原因是多种多样的,其核心是内部力场发生变化。
主要原因表现为如下几方面:一是温度差,由各处玻璃液温度差所造成自身的密度差使得窑内大量的热回流产生;二是由于流道玻璃液的连续流出导致窑内由前向后的补偿性液流运动;三是由于摩擦力的作用使液流产生其他形式的运动,如局部的环流等;四是受到其他影响液流状态的外界作用(如机械力等)形成的液流运动等等。
浮法玻璃熔窑液面智能检测系统上海高准自动化系统有限公司2004.10一、概述：在浮法玻璃的生产中，熔窑玻璃液位的稳定直接影响玻璃的正常生产。
目前，国内外在线自动检测玻璃液位的装置按其原理共分四大类：电接触式、气动式、光电式、核辐射式。
电接触式玻璃液位计，它的传感器为一铂金针，其原理就是利用该探针与玻璃液位接触或非接触时电阻值的差异，来判断上下往复运动的探针接触液面瞬间的位置，从而检测出液面的高低。
它的精度和可靠性在很大程度上取决于玻璃液面干净程度、探针尖端形状及侵蚀情况，因此其检测精度差，同时因为玻璃的粘连和机械故障使其维护工作量很大。
气动式液位计及光电式液位计因其自身的缺点在国内尚无成功使用的范例。
核辐射式液位计其发射装置为放射性辐射源，安装于熔窑耳池的一侧位于玻璃液面的地方，在耳池的另一侧装设辐射接收器，根据接收到的辐射强度从而测出耳池的液面平均高度。
由于耳池及侧边的温度较低，玻璃的粘度及表面张力均较大，所以在此测量玻璃液面必然变化迟钝。
另外因其采用了核辐射物质在维护和处理上增加了难度。
图像式液位计其基本原理如图1所示，在窑体一侧墙接近玻璃液面处设置一标志砖，该砖有一长方形凹槽A，由于玻璃液的反射，在玻璃下方有一对称的虚像A1。
当A距离玻璃液面为h，则A与A1的距离为2h，如液位上升Δh，则A与A1的距离为2Δh。
在窑体另一侧墙正对于A的位置开一观测小孔，用一摄像机通过小孔对A 与A1进行摄像，视频信号进入图像分析处理系统，经分析处理后计算出2h，从而测量出玻璃液面的变化。
图1 原理示意为了尽可能提高测量的分辨率和精度，凹槽A距离液面的高度h在满足量程和生产需求的前提下，其值应尽可能小。
同时摄像机所摄取的视场也应只取A和A1可能出现的最大范围的区域，以有效利用摄像机的分辨率。
另摄像机的水套安装应尽可能的稳固。
我公司自主开发研制的图像式智能检测系统是当今最新式的一种液位高度检测装置。
它属于非接触式测量，不同于其它接触式液位测量仪受到玻璃的温度、粘度等的影响。
西安电子科技大学毕业设计（论文）任务书材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业093 班级学生：题目：日产400吨浮法玻璃熔窑熔池玻璃液的数值分析毕业设计（论文）从2014 年 2 月25 日起到 2014 年 6 月 10 日学生：签名：_________指导老师：签名：_________课题的意义及培养目标：本课题以一座日产600吨浮法全氧燃烧玻璃熔窑作为分析对象在理论研究基础上，利用计算机F L U E NT流体分析软件对玻璃熔窑玻璃液的温度场和速度场进行数值分析，以便建立数学模型，改进玻璃熔窑的设计。
锻炼学生利用计算流体力学的原理分析玻璃工业热工设备的能力，提高学生工程实际应用水平。
设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1国内外有关全氧燃烧玻璃熔窑的书籍、期刊与文献；2F L U E NT流体软件建立数值分析的方法；课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1、查阅有关采用全氧燃烧玻璃熔窑方面的中外文献资料15篇以上，其中外文2篇以上；根据论文题目写出开题报告，翻译一篇有3000汉字的相关课题外文资料；2、利用F L U E NT软件对日产600吨浮法全氧燃烧玻璃熔窑玻璃液的温度场和速度场进行数值分析；I 日产400 吨浮法玻璃熔窑熔池玻璃液的数值分析摘要在玻璃熔制过程中利用纯氧代替空气与燃料进行燃烧称之为玻璃熔窑的全氧燃烧技术。
全氧燃烧不但使燃料充分燃烧，而且减少了烟气排放和N O X生成，实现了玻璃行业的节能减排。
本文介绍了全氧燃烧玻璃熔窑玻璃熔化及玻璃液的流动所常用的数学模型阐述了国内国内外玻璃熔窑用数学模拟方法研究的发展概括。
本课题的研究对象为日产400t 的天然气全氧玻璃熔窑，结合全氧燃烧玻璃熔窑理论以及国内外对全氧燃烧玻璃熔窑数值分析研究的基础上，对玻璃液的流动建立的新的模型。
所选用的模型包括玻璃液的层流流动，辐射传热DO 模型，重力影响因素。
对于玻璃液的流动，进行了一系列的假设和简化，以方便问题的处理。
模型的具体处理，是通过G a m b i t软件建立几何模型并进行结构网格的划分。
采用F l u e n t软件的数值计算程序进行定义和后处理，并利用相应的图像处理软件直观的显示出所模拟的玻璃液的温度场和速度场分布的结果图像。
玻璃液的模型设置中，玻璃液表面设置成传热固壁，根据经验对其编写的UDF 函数导入到模型中，同时考虑重力对玻璃液的影响。
熔窑中玻璃液的各种物性参数变化（密度，温度，粘度，导热系数的变化），是根据经验公式编写熔化温度经验数据编写；密度变化、粘度变化、热导热率变化均是根据经验公式编写，是关于温度的线性函数。
结果表明，本文中对于玻璃液三维数值分析所选用的模型能够比较准确的反应出全氧燃烧玻璃熔窑中玻璃液的流动情况，并直观地表示出数值分析的结果。
在对玻璃液流动的模拟中，将熔窑的形状、结构尺寸和进口温度作为定解条件，通过计算机求解控制方程组，得到熔窑内部玻璃液的速度场、温度场的分布及变化情况，以分析熔窑内部的玻璃液流动，达到优化窑炉设计的目的。
另外，根据所求量的不同，可以用流体的速度矢量图、压力等值线图、等温线图等图形和动画，更直接地反应窑炉内部的变化。
关键字：全氧燃烧，玻璃熔窑，数值分析，玻璃液流动II The Numerical Analysis of a 400t/d Oxy-fuel Glass Furnace Glass FlowABSTRACTO xy-f u e l t e chno l og y i s an advanced co m bu s t i on t e chno l og y that make Pure o xy g e n i n s t ea d of a i r react w i t h f u e l.W i t h f u e l con s u m p t i on the a i r po ll u t i on not on l y i s s i gn i f i c a n t l y reduced but f l u e e m i ss i on s and n i tr og e n o x i d e s f o r m a t i on are a l s o d e c r ea s e d.I n t h i s t h e s i s s y s t e m a t i c a ll y the m a t h e m a t i c a l m od e l of co m bu s t i on and sand g r a i n d i ss o l u t i on m od e l w e r e i n tr oduc e d,a s w e ll as the d e v e l op m e n t of research methods at home and abroad w e r e r e v i e w e d.The d a il y output of 400t g l a ss f u r n a c e w i t h n a t u r a l gas f i r e d o xy-f u e l firing i s s t ud i e d i n present w o rk.C o m b i n e d w i t h o xy-f u e l g l a ss m e l t i ng f u r n a c e theory and based on the r e s ea r ch of o xy-f u e l g l a ss m e l t i ng f u r n a c e nu m e r i c a l a n a l y s i s at home and a b r o a d,bu il d a new m od e l of the flow of m o l t e n g l a ss.T h e s e l e c t e d m od e l,i nc l ud i ng the l a m i n a r flow of the m o l t e n g l a ss,r a d i a t i v e heat tr a n s f e r DO m od e l,t h e i n f l u e nc e of g r a v i ty f a c t o r s.C r ea t e a s e r i e s o f a ss u m p t i on s and s i m p li f i c a t i on s for the flow of m o l t e n g l a ss,i n order to f a c ili t a t e the h a nd li ng of the p r ob l e m.The s p e c i f i c treatment of the m od e l i s create a g e o m e tr i c m od e l and d i v i d e d a s tr uc t u r e d m e s h i ng by G a m b i t.U s e d by F l u e n t to d e f i n e the nu m e r i c a l c a l cu l a t i on procedures a nd po s t-p r oc e ss i ng,a nd v i s u a ll y d i s p l a y the s i m u l a t e d g l a ss fluid temperature and v e l oc i ty f i e l d d i s tr i bu t i on of the r e s u l t i ng i m a g e by co rr e s pond i ng g r a ph i c s p r oc e ss i ng s o f tw a r e.T o take a s i m p li f i e d a pp r o a ch,g l a ss s u r f a c e was set for the s o li d w a ll w h i ch can tr a n s f e r h ea t,wr i t e a UDF f unc t i on based on the e x p e r i e nc e of it then i m po rt e d that i n t o the m od e l,a t the s a m e t i m e,t h e g r a v i ty of g l a ss a l s o need take i n t o con s i d e r a t i on.T h e ph y s i c a l parameter v a r i a t i on s of g l a ss batch (d e n s i ty,t e m p e r a t u r e,v i s co s i ty,t h e r m a l conduc t i v i ty co e ff i c i e n t change) w e r e wr i tt e n i n UDF and i m po rt e d i n t o the m od e l a cco r d i ng to e x p e r i e nc e f o r m u l a.S p e c i f i c ph y s i c a l parameter changes are as f o ll o w s:T e m p e r a t u r e vary wr i tt e n a cco r d i ng to e x p e r i e nc e i n g l a ss m e l t i ng temperature data;the d e n s i ty changes,the v i s co s i ty changes and the ch a ng e s of t h e r m a l conduc t i v i ty were d e c i d e d by the e x p e r i e nc e f o r m u l a,a nd were li n ea r f unc t i on o f t e m p e r a t u r e.The r e s u l t s show that the t h r ee-d i m e n s i on a l nu m e r i c a l a n a l y s i s m od e l s e l e c t e d i n h e r e cou l d a ccu r a t e l y r e f l e c t e d the flow of g l a ss fluid i n o xy-f u e l g l a ss m e l t i ng f u r n a c e.I n g l a ss flow s i m u l a t i on,tr ea t the shape of the f u r n a c e structure d i m e n s i on s and i n l e t and ou t l e t temperatures as boundary cond i t i on s,s o l v i ng the go v e r n i ng e qu a t i on s by computer,we can g e t3the g l a ss li qu i d v e l oc i ty f i e l d and temperature f i e l d d i s tr i bu t i on and change i n f u r n a c e,t o a n a l y s i s the flow of m o l t e n g l a ss and then op t i m i z e the f u r n a c e d e s i gn.A dd i t i on a ll y,a cco r d i ng to the d i ff e r e n t requests qu a n t i ty,f l u i d v e l oc i ty vector d i a g r a m ch a rt,i s o t h e r m,p r e ss u r e contours,etc,to d i r e c t l y r e f l e t the changes of i n t e r n a l f u r n a c e.KEY WORDS: O xy-f u e l,g l a ss f u r n a c e,N u m e r i c a l a n a l y s i s,g l a ss f low目录摘要 (I)A B S T R A C T (II)1 绪论 (1)1.1 玻璃熔窑全氧燃烧技术的研究综述 (1)1.1.1 全氧燃烧技术概括 (1)1.1.2 全氧燃烧技术的优点 (2)1.1.3 全氧燃烧技术的现状和趋势 (3)1.2 玻璃熔窑数值分析 (4)1.2.1 数值分析概念 (4)1.2.2 数值分析特点 (4)1.2.3 数值分析的研究现状 (4)1.2.4 数值分析的发展趋势 (6)1.3 本课题的任务和意义 (7)2 玻璃窑炉中玻璃液的数值模拟 (8)2.1 玻璃熔窑的主要设计方案 (8)2.1.1 玻璃熔窑的基本结构和相关数据 (8)2.2 玻璃液流动的数学模型 (8)2.2.1 基本方程组 (8)2.2.3 辐射传热模型 (11)2.3 本章总结 (11)3 玻璃熔窑数学模型的求解方法和模拟过程 (12)3.2 模拟步骤 (12)3.2.1 玻璃熔窑外观平面尺寸图及立体模型.......................................... .. (13)3.2.2 网格划分 (14)3.2.3 模型具体参数设定 (15)3.2.4 模型的求解计算和分析 (17)3.3 本章小结 (18)4 模拟结果及分析 (19)4.1 玻璃液的温度场分布情况 (19)4.2 玻璃液的速度场的运动情况 (25)4.3 本章小结 (32)5 结论 (33)5致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1玻璃熔窑全氧燃烧技术的研究综述1.1.1全氧燃烧技术概括玻璃产品已成为现代人们不可或缺的商品，从住房、汽车、餐具、饮料等日用品到新型的太阳能电池、液晶显示器、非球面透镜等都有它的身影存在。
