FLUENT在玻璃窯爐設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

2016-09-05 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

玻璃窯爐的設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)師依賴性很強(qiáng)的行業(yè),往往爐型的尺寸及參數(shù)的確定都基本取決于工程師的經(jīng)驗(yàn),由于玻璃窯爐在實(shí)際生產(chǎn)中爐內(nèi)溫度高達(dá)1300℃以上,同時(shí)伴有復(fù)雜的玻璃液體流動(dòng),通過(guò)傳統(tǒng)的研究手段難以進(jìn)行測(cè)量研究,采用FLUENT軟件來(lái)模擬玻璃窯爐內(nèi)的氣氛環(huán)境及液體流動(dòng),是目前來(lái)說(shuō)比較流行的手段。下面以一座全氧燃燒的玻璃窯爐如下圖所示進(jìn)行實(shí)際工況模擬。

模型建立與網(wǎng)格劃分

邊界定義及參數(shù)設(shè)置

玻璃窯爐熔池的邊界定義比較簡(jiǎn)單,主要是進(jìn)口和出口,主要難度在于玻璃的粘度和密度會(huì)隨溫度而變化,玻璃液表面的溫度也需要用UDF函數(shù)進(jìn)行控制,這是比較麻煩的問(wèn)題。

這里我們給出大家編寫(xiě)好的UDF函數(shù):

導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化的UDF函數(shù)

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(thermal_cond,c,t)

{

real cond_glass;

real temp=C_T(c,t);

{

if (temp >300)

cond_glass=5.386-0.021676*temp+0.000020588*temp*temp;

else

cond_glass=6.7;

}

return cond_glass;

}

粘度隨溫度變化的函數(shù)

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity,c,t)

{

real mu_glass;

real temp=C_T(c,t);

if (temp>300)

mu_glass=exp(-6.21+4570.98/(temp-525.6));

return mu_glass;

}

密度隨溫度變化UDF函數(shù)

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(cell_density,c,t)

{

real density_glass;

real temp=C_T(c,t);

{

if (temp >300)

density_glass=2.732-0.0000242*temp;

}

return density_glass;

}

將編寫(xiě)的UDF函數(shù)加載到材料屬性區(qū)域,如下圖所示。

最后我們可以得到玻璃表面的溫度,及玻璃液的流動(dòng)速度及流動(dòng)軌跡,如下面三幅圖所示。

溫度分布

速度分布

流動(dòng)軌跡分布

模擬技術(shù)在玻璃行業(yè)使用來(lái)說(shuō)相對(duì)比較成熟,主要的難度在于玻璃液表面溫度,粘度,密度以及導(dǎo)熱系數(shù)都需要使用UDF函數(shù)來(lái)控制,對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)還要好好理解這幾個(gè)UDF的含義。

如果大家對(duì)以上工業(yè)實(shí)例感興趣的話,可以及時(shí)聯(lián)系我們獲取更加詳細(xì)的操作指導(dǎo)。

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