基于ANSYS Workbench 热分析玻璃熔窑烤窑时的碹顶

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　　ANSYS Workbench具有强大的结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析功能。其中的热分析遵循能量守恒定律的平衡方程，用于计算系统或部件的温度分布及其他热物理参数，为研究玻璃熔窑烤窑时铺设临时隔热材料陶瓷纤维毡对碹顶硅砖的影响，本文基于ANSYS Workbench热分析软件，选取不同厚度的陶瓷纤维毡计算碹顶的温度分布，并对烤窑升温时瞬态产生的热变形和热应力进行分析，以优化烤窑方案。

　　针对一座玻璃熔窑碹顶稳态条件下的传热计算。碹顶跨度为4.8 m，碹升高为0.6 m，碹顶所用硅砖的厚度为0.3 m，陶瓷纤维毡厚度为50～150 mm。因硅砖在350℃温度时的膨胀曲线斜率非常大，膨胀变化较多，内壁温度选为350℃。烤窑方式为热风烤窑，升温速率较快，窑炉内部温度整体易于均匀。玻璃熔窑碹顶热分析：碹顶热分析模拟计算利用ANSYS Workbench软件包括3个过程：①前处理。创建几何模型并划分网格；②加载和求解。施加材料载荷、边界条件并求解计算；③后处理。基本数据和导出数据。

　　后处理分析：（1）稳态传热分析，表1是不同陶瓷纤维毡厚度的碹顶温度变化。（2）瞬态传热分析，碹顶烤窑对升温瞬态的变形与应力对烤窑质量有一定的影响。图1、图2为碹顶处于350℃条件下瞬态加热时所产生的变形图及相应的应力分布。

　　表1不同陶瓷纤维毡厚度的碹顶温度变化

　　图1碹顶瞬态变形图..

　　图2碹顶瞬态应力分布

　　通过以上图表分析得出：

　　（1）热分析结果表明，硅砖碹顶外临时铺设隔热材料陶瓷纤维毡的厚度选取100～150 mm保温性较好。

　　（2）烤窑升温中热变形集中在碹顶中部，与实际情况相符。热应力集中在碹顶两侧底部，碹角顶铁与碹角砖的接触面应为斜面向上结构。用ANSYS Workbench软件进行玻璃熔窑碹顶的热分析是一种较为简便有效的方法，可优化烤窑升温方案。