玻璃熔窑蓄热室课堂教学探讨
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技任济市场
玻璃熔窑蓄热室课堂教学探讨
陈雅斓李玉香
(西南科技大学材料科学与工程学院，四川纬阳621010)
摘要:玻璃热工设备是无机非金属材料专业的一门主要专业课。掌握玻璃熔窑蓄热室的热工特性，提高蓄热室的热效率
对开拓学生的思维尤为重要。
关键词:玻璃熔窑;蓄热室;热效率;课堂教学
对于无机非金属材料专业的学生，玻璃热工设备是一门主要专业课。该课程的主要任务之一就是引导学生掌握热工设备的节能措施。在教学过程中，除了要求学生掌握玻璃熔窑的基本结构、工作原理及其结构设计的前题下，重点进行了玻璃熔窑蓄热室的热工性能与格子砖的关系对热效率影响的教学探讨。蓄热室是玻璃熔窑的主要余热回收设备，对于现代化的玻璃熔窑而言，蓄热室结构基本上没有改变，其热效率的高低主要取决于内部热交换装置格子砖，而教材这部分内容讲得比较浅并且零乱，学生不易全面掌握。通过该部分内容的研究，开阔了学生的思维，激发了学生的学习兴趣。，蓄热室的热工特性玻璃熔窑蓄热室在回收热量过程中，其格子砖周期性循环工作。在上半个周期，1480一1550℃烟气带走总能量的50%-70%离开熔窑的火焰空间进人蓄热室。烟气中的H20、coZ等三原子气体，主要以辐射方式把部分热量传给格子砖，格子砖将能量储存在内部。<创洲)℃的烟气进人余热锅炉，而后经烟囱排放
大气之中。下半个周期，助燃空气与格子砖接触而进行能量交
换，其温度可升高到Hoo一14仪1℃，然后人窑与燃料混合燃烧。
每半个周期是20分钟，其回收的热量为:
Q=R尸炳(kjl周期)(1)
其中:Q一回收的热量(kJ/周期)
F一格子砖的换热表面积(mZ)
R一总传热系数(目加2*K巾周期)
:~丁一争一r
石+石而于十丽
(2)
。一烟气与格子砖之间的传热系数(wjm、K);
a忆格子砖与空气之间的传热系数(w/l112*K);
，一蓄热时间(h);
维能力。对于一些结构比较复杂的物体，在制作模型又很困难
时，教师无论怎样讲述与比划，学生始终难以想象出来。学生在
进行画图、读图和讨论时，也是如此。这种情况下，如果运用多媒
体来进行教学，就可以达到事半功倍的效果。如利用3DSMAX
制作的三维动画，任意摆放物体位置，将物体任意拆开与组合，
使学生对复杂物体的结构能一目了然，再配以AntoCAD和用
几werPoint制作的课件，将物体的三视图绘制步骤演示出来，效果很好。计算机多媒体技术手段引入课堂，能提高学生的学习兴趣，使学生能用最少的时间，掌握最多的知识，并且抓住了课堂教学这条实施素质教育的主渠道，学生在轻松愉快的环境中既掌握了知识又提高了自身素质。这是传统教学手法所无法比拟的。同时大量采用AutoCAD课堂演示可以有效的提高学生对AutoCAD的熟悉程度，为学习该软件打下良好的基础。4考核方法的改革考试历来都是检验学生对所学知识的掌握程度，也是检验教学质量和教学成果的一种重要手段。这也造成了学生为了期末成绩而读死书，死读书，但这与中共中央《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》相违背，根据《决定》高职教育应重视学生的创新能力，实践能力和创业精神的培养，普遍提高学生的人文素质和科学素质。这就要求我们必须树立现代教育观和考试观，不能单纯以学生的考试成绩来衡量学生，而应把考试真正学作是实现教育目标过程中的一项有效手段。考试内容应该能够反映学生基本理论和基本技能的掌握情况以及分析与解决间题的综合运用能力，而不是课堂教学内容的简单重复;多给学生提供探索的机会，鼓励学生独立思考，有意识地培养学生的创新意识和创新能力，使考试真正能够对学生知识、能力、素质进行全面测试评价。因此，应摒弃单一的考核方法，将卷面考核与实际的视图表达能力、读图能力和动手能力等相结合，形成综合的考试机制。改变以期末考试为准的评分办法，采用卷面成绩;计算机绘图上机考试成绩;平时作业及课堂表现成绩;零、部件拆装;测绘答辩成绩相结合，全面评定学生课程总成绩，促进学生
能力的培养。另外考虑到高职教育的特殊性，引人计算机高新技
术考试(cAD技能鉴定)作为该课程的教学目标之一。以能力为
主改革考核制度，学生学习CAD绘图后参加国家职业技能鉴
定，通过者可以免考CAD部分，或以鉴定和以D考试的高分作
为该学生的CAD部分的期末成绩。
5总结
我校从2仪”年开始进行教学改革，通过教学改革，增加了
课堂的教学信息量，缩短了教学周期，同时涉及的知识面更广，
课堂气氛活跃，学生的学习积极性更高;学习效果也有明显的提
高。但还需要进行更深层次的探讨和研究，积极探索出专科特色
的教学途径。
参考文欲:
[l]何克抚叶算机辅助教育【M」.北京.高等教育出版社，1997.
12]胡松林.多裸体辅助教学对提高数学课堂效率的研究田.上海.计算机
教与学，1998.
15]李澄等.机械制圈[M].北京:禹等教育出版社.2003.
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:1一放热时间(h);
r一格子砖壁厚之半(m);
C一格子砖的热容量(目瓜9*K);
v一格子砖容重(k咖3);
”一格子砖的利用系数;
(一比例常数(2一3.0)
平均温差对数值:
帆=
(、一挂)一(、一弓)
(3)
tl一进人蓄热室的烟气温度(1400一1600℃)K;
贬一离开蓄热室的烟气温度(300一日X〕℃)K;
一进人蓄热室的空气温度(100℃)K;
一离开蓄热室的空气温度(110一14(X，℃)K;
J
tl
6
格子砖的利用系数:
甲=
(4)
入一格子砖的导热系数(U加*K)
将‘
R=—
1‘七r二3，并以(4)代(2)得:1上+二二的3幼1
+刁7，
(5)
积。砌码方式从西门子式到编蓝式，并减小气道尺寸。为了防止
顶部4一5行砖的滑移，采用彼此锁紧结构的马尔兹式。
第二代是筒形砖。壁厚从64Inm(我国65Inm)减至4olllm，结
构强度要比条形砖好，换热效率有了明显的提高，砌码方便，格
子砖的稳固性增强，克服了条形砖的滑移，重量大幅度减轻。
第三代是十字形砖。壁厚有《腼m(1型和2型)、30Inm(3
型、4型和6型)和80mm(5型)三种，以适应各种玻璃熔窑之需
要。十字形砖本身，已发展到第六代，形成了科学而完整的系列
产品。
2.2格子砖的材质
第一代是硅质粘土砖:{硅砖+莫来石砖+粘土砖}，属于原
始型。抗蚀性能差，换热效率低，已淘汰。
第二代是碱性砖:!上层+中层+下层1。上层是高纯镁砖。
中层有镁错砖、92一95%高纯镁砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖、镁橄
榄石砖。发达国家采用镁错砖和92一95%高纯镁砖。我国普遍采
用镁铬砖。下层是低气孔粘土砖。
第三代是电熔十字形砖:{ER5312Rx(顶面三行)十
ER1682RX(其余)}，与烧结砖相比，具有热容量大，导热系数高
和壁薄的特点，能获得最高的换热效率。
2.3格子砖的厚度
格子砖的厚度应保证足够的强度和蓄热能力。初mm厚的
砖最适宜。我国常用的是65m，其等体积的换热量比较低。
2.4筒形格子砖
熔铸材料，厚度4omm，有“密码”、“疏码”两种形式。其特点
是:减轻砖的重量，降低3%的购砖费;提高21%的有效换热表
面积;节省10%的燃料甚至更多。
2.5十字形格子砖
优越的抗侵蚀性能，无开口气孔，结构致密，有害物无从粘
挂、无从侵蚀，防止气体通道堵塞。优越的热容量和导热率，良好
的力学和热学稳定性，强度远胜于烧结砖，抗蠕变、抗飞尘侵蚀、
抗化学冲击、抗老化等特性无与伦比。
系列十字砖采用组合砌码。
使用十字形格子砖，提高产量10一20%，节能12%左右，使
用寿命延长到巧年。
十字形格子砖已成为现代玻璃熔窑理想的格子砖，倍受用
户的青睐而争相使用。如明达二线、江门一线等。在该部分教学中，首先利用多媒体图片，详细介绍玻璃熔窑蓄热室的结构、工作原理及其结构设计，课后让学生查阅文献资料，自行分析总结蓄热室热效率的影响因素，下次上课时，先让学生自我总结，然后根据学生的总结情况和搜集到的大量图片，结合上述内容做成多媒体课件，分类观放解释，学生容易理解接受，记忆深刻，效果好，深受学生欢迎。』1一几」口=11—+一口r3上+鱼二‘护.3幼一卜扭.(6)1十习了蓄热室回收热量与诸因素的关系:换热面积F、平均温差对数值八tm越大，Q值越多。传热系数。和。/越大，格子砖热容C、容重v和导热系
数入越高，Q值越多。
格子砖厚度之半r，对Q值的影响有增有减。总的来说是r
减小，Q增大。
在上述诸因素中，F、八tm、a、a/、。、v、入等大小关键取决
于格子砖。
2提高蓄热室热效率的途径
通过上述分析可知，蓄热室热效率高低主要取决于格子砖
的材质、形状、厚度、砌筑方式和格子砖的高度。
2.1格子砖的形状
第一代是标型砖式的条形砖。“锯齿形”表面可增加换热面
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