基于A(yíng)NSYS Workbench 熱分析玻璃熔窯烤窯時(shí)的碹頂
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ANSYS Workbench具有強大的結構、流體、熱、電磁及其相互耦合分析功能。其中的熱分析遵循能量守恒定律的平衡方程，用于計算系統或部件的溫度分布及其他熱物理參數，為研究玻璃熔窯烤窯時(shí)鋪設臨時(shí)隔熱材料陶瓷纖維氈對碹頂硅磚的影響，本文基于A(yíng)NSYS Workbench熱分析軟件，選取不同厚度的陶瓷纖維氈計算碹頂的溫度分布，并對烤窯升溫時(shí)瞬態(tài)產(chǎn)生的熱變形和熱應力進(jìn)行分析，以?xún)?yōu)化烤窯方案。
針對一座玻璃熔窯碹頂穩態(tài)條件下的傳熱計算。碹頂跨度為4.8 m，碹升高為0.6 m，碹頂所用硅磚的厚度為0.3 m，陶瓷纖維氈厚度為50～150 mm。因硅磚在350℃溫度時(shí)的膨脹曲線(xiàn)斜率非常大，膨脹變化較多，內壁溫度選為350℃?？靖G方式為熱風(fēng)烤窯，升溫速率較快，窯爐內部溫度整體易于均勻。玻璃熔窯碹頂熱分析：碹頂熱分析模擬計算利用ANSYS Workbench軟件包括3個(gè)過(guò)程：①前處理。創(chuàng )建幾何模型并劃分網(wǎng)格；②加載和求解。施加材料載荷、邊界條件并求解計算；③后處理?；緮祿蛯С鰯祿?。
后處理分析：（1）穩態(tài)傳熱分析，表1是不同陶瓷纖維氈厚度的碹頂溫度變化。（2）瞬態(tài)傳熱分析，碹頂烤窯對升溫瞬態(tài)的變形與應力對烤窯質(zhì)量有一定的影響。圖1、圖2為碹頂處于350℃條件下瞬態(tài)加熱時(shí)所產(chǎn)生的變形圖及相應的應力分布。
表1不同陶瓷纖維氈厚度的碹頂溫度變化
圖1碹頂瞬態(tài)變形圖..
圖2碹頂瞬態(tài)應力分布
通過(guò)以上圖表分析得出：
?。?）熱分析結果表明，硅磚碹頂外臨時(shí)鋪設隔熱材料陶瓷纖維氈的厚度選取100～150 mm保溫性較好。
?。?）烤窯升溫中熱變形集中在碹頂中部，與實(shí)際情況相符。熱應力集中在碹頂兩側底部，碹角頂鐵與碹角磚的接觸面應為斜面向上結構。用ANSYS Workbench軟件進(jìn)行玻璃熔窯碹頂的熱分析是一種較為簡(jiǎn)便有效的方法，可優(yōu)化烤窯升溫方案。
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