陶瓷輥道窯溫度場數(shù)值模擬與分析研究.pdf

1、目前，陶瓷輥道窯已廣泛用于建筑陶瓷、日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中。自70年代在我國推廣應(yīng)用以來，由于輥道窯窯內(nèi)溫度場均勻、傳熱速率快、效率大、能耗低以及燒成周期短等特點，在我國獲得了廣泛應(yīng)用。 在陶瓷工業(yè)中，陶瓷成品燒成質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于陶瓷窯爐內(nèi)的溫度、氣氛、以及壓力三大制度，而其中溫度制度對陶瓷燒成質(zhì)量的影響尤為重要。陶瓷窯爐內(nèi)的溫度場分布除受到窯爐本身結(jié)構(gòu)的影響外，還與燒嘴的空燃速比、燒嘴的布設(shè)、抽風壓力、燃料的屬性、以

2、及窯內(nèi)坯體碼放形式等眾多因素有關(guān)。在實際的生產(chǎn)中，往往由于溫度控制不當使得陶瓷成品出現(xiàn)色差、尺差、變形、破裂等缺陷。本文在計算流體力學、傳熱學、燃燒學等理論的基礎(chǔ)上，采用有限體積的離散思想對陶瓷輥道窯的燒成帶進行溫度場數(shù)值模擬與分析研究，其主要內(nèi)容包括： 一、分析了輥道窯燒成帶的結(jié)構(gòu)特點及其主要功能，對輥道窯燒成帶的實體結(jié)構(gòu)進行合理的簡化：分析了燒成帶窯內(nèi)氣流的特征，采用Gambit建立了輥道窯燒成帶的幾何模型和網(wǎng)格模型；在網(wǎng)格

3、劃分過程中，充分考慮了網(wǎng)格梯度的重要性，對窯體以及燒嘴采用了不同網(wǎng)格劃分方法，最后得到良好的網(wǎng)格模型。 二、在CFD理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)輥道窯的實際熱工特征，建立了輥道窯的三維數(shù)學模型，主要包括氣體流動可實現(xiàn)性κ-ε標準方程湍流模型、PDF化學反應(yīng)燃燒模型和DO輻射傳熱模型；而數(shù)學模型的離散主要采用有限體積法思想，利用—階迎風離散格式得到網(wǎng)格模型內(nèi)各節(jié)點上的離散控制方程組，最后采用SIMPLE算法求解離散控制方程組。 三、