CN112861397B - 一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 - Google Patents
一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112861397B CN112861397B CN202110114809.7A CN202110114809A CN112861397B CN 112861397 B CN112861397 B CN 112861397B CN 202110114809 A CN202110114809 A CN 202110114809A CN 112861397 B CN112861397 B CN 112861397B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stirring
- section
- glass
- temperature
- stirring system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims abstract description 263
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 17
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/08—Fluids
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
本发明提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，通过利用软件建立搅拌系统的几何模型，根据流体仿真软件建立流体仿真模型，使得得到搅拌系统，便于对搅拌系统通过温度的变化进行均化效果，通过在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件，可根据搅拌系统的玻璃流体入口温度通过搅拌模拟计算得到出口截面温度分布，通过在搅拌系统中设置的不同出口截面所测得不同的出口截面温度，从而得到最符合搅拌均化效果的搅拌速度，通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺以及搅拌系统结构进行优化，大大保证了均化效率，提高了实际产线工艺加工。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃基板制造领域，具体为一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法。
背景技术
一般的TFT-LCD(薄膜晶体管显示器)、PDP(等离子体显示屏)等平板显示器制造领域所用的玻璃基板以溢流下拉的方式制造，在成型工序中将由玻璃熔化炉熔化了的玻璃液供给到熔融溢流下拉成型装置来制造。玻璃的化学均匀性和热均匀性是判断形成玻璃的操作是否良好的关键因素。在液晶基板玻璃生产中，影响企业效益和产量的主要因素是玻璃缺陷，基板玻璃主要品质缺陷有气泡、结石、条纹等。其中气泡分为澄淸不良产生的气泡、二次气泡、混入气泡等，结石主要是铂铑结石，条纹则主要是因为熔融玻璃液成分不均匀引起。在液晶基板玻璃生产中，为了均化熔融玻璃液的成分，通道中搅拌装置是提高玻璃均匀性的一种有效途径。熔融玻璃从搅拌室顶部流到底部的过程中，叶片起混合熔融玻璃的作用。为了耐高温和耐玻璃的化学腐蚀，搅拌器和搅拌室通常采用高熔点金属制造。
玻璃搅拌装置中的挥发性氧化物可由玻璃以及搅拌装置中存在的任何元素形成。玻璃自由表面是指暴露至搅拌装置内的大气的玻璃熔液表面。由于玻璃自由表面上方的大气(大气包括上述挥发物的一种或全部)比搅拌装置外部的大气更热，可穿过任何开口(如搅拌器轴和搅拌容器盖之间的环形空间)向上的自然流动趋势。随着搅拌器轴和玻璃熔液自由表面之间的距离增大搅拌器轴变得更冷，如果温度低于上述氧化物的露点，则搅拌装置大气内所包含的挥发性氧化物可冷凝在所述轴的表面上。当冷凝物达到临界尺寸时，将脱落进入玻璃中，形成玻璃产品中的夹杂物或气泡缺陷。己证明，加热玻璃自由表面上方的轴在减少玻璃熔体中的颗粒杂质方面仅仅取得部分效果，仅造成冷凝的成层。改进搅拌工艺是减少铂族缺陷的更有效办法。
通常，玻璃搅拌系统是按照最高剪切应力来设计的，使之可能与合理的搅拌器寿命相一致。实际上，在正常设计中，这种系统即便在低速下运行也能够产生高剪切应力。由于制造搅拌系统时常用的高熔点金属(如铂族金属及其合金)成本高，所以希望用最小的搅拌系统获得最大程度的搅拌。一般而言，通过增大叶片速度，减小搅拌器叶片与搅拌室壁之间的间隙(耦合距离)，降低玻璃温度，或者将这些措施组合起来，可增大剪切应力。
在物理实验中，对搅拌效果的衡量是一个难点，研究人员多在试验中采用对模拟流体染色的方法来直观地展现搅拌效果，但是这种方法不能定量地对比实验数据；或者实验人员通过测量成品中局部密度的方法来衡量搅拌效果，但这种方法却不能对比搅拌前后的密度，存在一定的误差。
发明内容
针对现有技术中在搅拌效果上采用对模拟流体染色的方法或者通过测量成品中局部密度的方法存在不能定量地对比实验数据和无法对比搅拌前后的密度，存在误差，本发明提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，该方法通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺进行优化，同时还可用于对搅拌系统结构对的优化。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，包括如下步骤：
步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；
步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；
步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；
步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。
优选的，步骤1中，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端、搅拌槽出口端、搅拌槽本体、搅拌轴和若干个搅拌叶片；搅拌槽本体为圆柱空腔体，搅拌入口端在搅拌槽本体侧壁的上部设置；搅拌槽出口端在搅拌槽本体的底部设置，搅拌轴在搅拌槽本体的顶部插入设置，若干个搅拌叶片沿着搅拌轴的轴体在搅拌槽本体内设置。
优选的，步骤2中，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1<r≤R2时，玻璃温度为T2，依次类推，当RN-1<r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度。
进一步的，所述的玻璃温度T1>T2>……>Tn。
进一步的，所述入口截面输入温度条件：温度极差为ΔT入口＝T1-Tn。
优选的，步骤3中，沿着搅拌系统设置若干个出口截面，若干个出口截面包括第一出口截面和第二出口截面，其中第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H；其中H为搅拌系统出口截面距离槽底的高度值。
进一步的，第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；其中，ΔT1为第一出口截面输出温度分布极差；T1max为第一出口截面最大输出温度；T1min为第一出口截面最小输出温度；ΔT2为第二出口截面输出温度分布极差；T2max为第二出口截面最大输出温度；T2min为第二出口截面最小输出温度。
优选的，步骤4中，在搅拌系统中采用一组搅拌速度V1、V2...Vn进行搅拌模拟，得到不同搅拌速度下搅拌系统中不同出口截面的温度极差，并得到不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度，其中V1、V2...Vn为第1、2...n次的旋转速度。
进一步的，对不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度的范围为进行结构仿真得到搅拌叶片应力强度更优的搅拌速度V0。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，通过利用软件建立搅拌系统的几何模型，根据流体仿真软件建立流体仿真模型，使得得到搅拌系统，便于对搅拌系统通过温度的变化进行均化效果，通过在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件，可根据搅拌系统的玻璃流体入口温度通过搅拌模拟计算得到出口截面温度分布，通过在搅拌系统中设置的不同出口截面所测得不同的出口截面温度，从而得到最符合搅拌均化效果的搅拌速度，通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺以及搅拌系统结构进行优化，大大保证了均化效率，提高了实际产线工艺加工。
进一步的，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端、搅拌槽出口端、搅拌槽本体、搅拌轴和若干个搅拌叶片；通过建立搅拌系统几何模型进行均化效果的优化，保证了能够在几何模型体内进行均化优化，保证了搅拌计算的准确性。
进一步的，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度，使得搅拌系统的玻璃流体入口中产生温度，并通过不同半径得到玻璃流体入口截面的温度极差，保证了搅拌计算结果的准确性。
进一步的，沿着搅拌系统设置若干个出口截面，若干个出口截面包括第一出口截面和第二出口截面，其中第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H，设置两个距离槽底不同高度的出口截面，可有效的提供对比性以及参考性。
进一步的，在搅拌系统中采用一组搅拌速度V1、V2...Vn进行搅拌模拟，得到不同搅拌速度下搅拌系统中不同出口截面的温度极差，并得到不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度，通过不同的搅拌速度得到搅拌系统的均化效果，使得得知最小温度极差所对应的最优化的搅拌速度。
附图说明
图1为本发明中搅拌系统的几何模型结构示意图；
图2为本发明中搅拌系统内两个出口截面示意图；
图3为本发明中入口截面温度梯度划分结构示意图；
图4为本发明中搅拌模拟效果示意图；
图5为本发明中出口截面温度极差与搅拌速度关系示意图。
图中：1-搅拌槽入口端；2-搅拌槽出口端；3-搅拌槽本体；4-搅拌叶片；5-搅拌轴。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，包括如下步骤：
步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；
步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；
步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；
步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。
根据图1所示，步骤1中通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端1、搅拌槽出口端2、搅拌槽本体3、搅拌轴5和若干个搅拌叶片4；所述搅拌槽本体3为圆柱空腔体，所述搅拌入口端1在搅拌槽本体3侧壁的上部设置；所述搅拌槽出口端2在搅拌槽本体3的底部设置，所述搅拌轴5在搅拌槽本体3的顶部插入设置，若干个所述搅拌叶片4沿着搅拌轴5的轴体在搅拌槽本体3内设置。
根据图3所示，步骤2中，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1<r≤R2时，玻璃温度为为T2，依次类推，当RN-1<r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度。其中，玻璃温度T1>T2>……>Tn。入口截面输入温度条件：温度极差为ΔT入口＝T1-Tn。
根据图2所示，步骤3中，沿着搅拌系统设置若干个出口截面，若干个出口截面包括第一出口截面和第二出口截面，其中第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H；其中H为搅拌系统出口截面距离槽底的高度值。第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；其中，ΔT1为第一出口截面输出温度分布极差；T1max为第一出口截面最大输出温度；T1min为第一出口截面最小输出温度；ΔT2为第二出口截面输出温度分布极差；T2max为第二出口截面最大输出温度；T2min为第二出口截面最小输出温度。
步骤4中，在搅拌系统中采用一组搅拌速度V1、V2...Vn进行搅拌模拟，得到不同搅拌速度下搅拌系统中不同出口截面的温度极差，并得到不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度，其中V1、V2...Vn为第1、2...n次的旋转速度。
其中第一出口截面的温度极差(ΔT1)1、(ΔT1)2，……(ΔT1)n；第二出口截面的温度极差(ΔT2)1、(ΔT2)2，……(ΔT2)n，从而得到第一出口截面的最小温度极差和对应的搅拌速度(V)1，第二出口截面的最小温度极差和对应的搅拌速度(V)2；
其中优化后的搅拌系统搅拌速度范围为(V)1～(V)2；对搅拌系统搅拌速度范围为(V)1～(V)2进行结构仿真得到搅拌叶片应力强度更优的搅拌速度V0，并将V0应用于实际产线工艺。
在玻璃基板制造中，铂金通道中搅拌功能是将成分不均的熔融玻璃液变得更加均匀，减少玻璃基板成品中的条纹缺陷，如图4所示。应用专业流体力学的数值分析软件(如Ansys－Fluent)，对铂金通道搅系统进行热场与流动的耦合计算。通过研究搅拌桶内熔融玻璃液的流场和温度场，分析搅拌桶内玻璃液的流态和均化效果的规律，得到搅拌器的最佳转速。
利用数值模拟的便利性和高效性，为搅拌系统进口熔融玻璃液加载了固定的具有温阶梯度的温度值，赋予进入搅拌桶内的熔融玻璃液以不同的温度值，经过搅拌以后，通过搅拌桶后段熔融玻璃液的温度就可以直观和定量地研究搅拌效果。
熔融玻璃液在没有外力干扰情况下是作层流运动，在搅拌桶内的横向流动主要受搅拌器的转动影响，其本身的粘度影响可以忽略不计，因此将熔融玻璃液的粘度近似为不随温度变化，粘度设为固定值，如100Pa·s。将熔融玻璃液的其它材料特性如密度、比热、热传导率等也设定为不随温度变化的固定值，如密度为2400kg/m3，热传导系数为1.40W/(m·k)，比热为1385J/(kg·k)。用温度来判断搅拌效果，为了减少外界因素对温度的干扰，本发明将搅拌槽本体3设为绝热状态。
实施例
本发明搅拌系统在工作时搅拌器在传动机构的带动下，按设定的转速匀速转动，从而对经过进口进入搅拌桶内的熔融玻璃液进行搅拌。熔融玻璃液本身具有热传导性，可能在搅拌桶后段熔融玻璃液的温度就己经达到同温，不便于研究搅拌效果，所以人为地将熔融玻璃液的热传导率缩小为原热导率的1/(1000～)～10/1000。
搅拌系统的出口截面的范围为距离搅拌槽底部H，第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H；第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；
在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1<r≤R2时，玻璃温度为为T2，依次类推，当RN-1<r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度。所得到的玻璃温度T1>T2>……>Tn；入口截面输入温度条件：温度极差为ΔT入口＝T1-Tn。
通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；其中热粘度为100Pa·s，密度为2400kg/m3，热传导系数为0.007W/m·k；热传导系数近似为原值得5/1000，比热为1385J/kg·k。
将搅拌系统的玻璃流体入口截面中的半径R分为7段，当r≤20mm时，玻璃温度为1485℃；当20mm<r≤30mm时，玻璃温度为1483℃；当30mm<r≤40mm时，玻璃温度为1481℃；当40mm<r≤50mm时，玻璃温度为1479℃；当50mm<r≤60mm时，玻璃温度为1477℃；当60mm<r≤70mm时，玻璃温度为1475℃；当70mm<r时，玻璃温度为1473℃。入口截面输入温度极差为ΔT入口＝1485℃-1473℃＝12℃。
搅拌系统的出口截面的范围为距离搅拌槽底部240mm，第一出口截面距离搅拌系统的槽底为120mm，第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面距离搅拌系统的槽底为240mm，第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；。
采用一组搅拌速度V1＝6rpm、V2＝7rpm、V3＝8rpm、V4＝9rpm、V5＝10rpm、……、V10＝15rpm进行搅拌模拟，并得到一组不同搅拌速度下第一出口截面的温度极差(ΔT1)1、(ΔT1)2，……(ΔT1)n，和第二出口截面温度极差(ΔT2)1、(ΔT2)2，……(ΔT2)n，进一步得到第一出口截面的最小温度极差和对应的搅拌速度(V)1，第二出口截面的最小温度极差/>和对应的搅拌速度(V)2。参见图5所示，优化后的搅拌系统搅拌速度范围为11～13rpm，出口横截面温度极差最小，也就是在此转速下熔融玻璃液的搅拌效果最好。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；
步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；
在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1<r≤R2时，玻璃温度为T2，依次类推，当RN-1<r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度；
步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；
步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，步骤1中，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端(1)、搅拌槽出口端(2)、搅拌槽本体(3)、搅拌轴(5)和若干个搅拌叶片(4)；所述搅拌槽本体(3)为圆柱空腔体，所述搅拌入口端(1)在搅拌槽本体3侧壁的上部设置；所述搅拌槽出口端(2)在搅拌槽本体(3)的底部设置，所述搅拌轴(5)在搅拌槽本体(3)的顶部插入设置，若干个所述搅拌叶片(4)沿着搅拌轴(5)的轴体在搅拌槽本体(3)内设置。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，所述的玻璃温度T1>T2>……>Tn。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，所述入口截面输入温度条件：温度极差为ΔT入口＝T1-Tn。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，步骤3中，沿着搅拌系统设置若干个出口截面，若干个出口截面包括第一出口截面和第二出口截面，其中第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H；其中H为搅拌系统出口截面距离槽底的高度值。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，所述第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；其中，ΔT1为第一出口截面输出温度分布极差；T1max为第一出口截面最大输出温度；T1min为第一出口截面最小输出温度；ΔT2为第二出口截面输出温度分布极差；T2max为第二出口截面最大输出温度；T2min为第二出口截面最小输出温度。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，步骤4中，在搅拌系统中采用一组搅拌速度V1、V2...Vn进行搅拌模拟，得到不同搅拌速度下搅拌系统中不同出口截面的温度极差，并得到不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度，其中V1、V2...Vn为第1、2...n次的旋转速度。
8.根据权利要求7所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，对不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度的范围为进行结构仿真得到搅拌叶片应力强度更优的搅拌速度V0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110114809.7A CN112861397B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110114809.7A CN112861397B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112861397A CN112861397A (zh) | 2021-05-28 |
| CN112861397B true CN112861397B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=75986136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110114809.7A Active CN112861397B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112861397B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113336420B (zh) * | 2021-06-29 | 2023-06-02 | 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 | 一种实验室用熔融玻璃搅拌控制系统及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW524782B (en) * | 1999-10-01 | 2003-03-21 | Eglass Platinum Technology Gmb | Conditioning apparatus for molten glass with optimized electrical heating and improved thermal homogeneity of the glass |
| CN105481231A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-13 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃基板的制造方法及搅拌装置 |
| CN105574280A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-11 | 芜湖东旭光电装备技术有限公司 | 玻璃电熔窑工作模拟方法及其应用 |
| CN107330150A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-11-07 | 天津大学 | 一种基于Fluent优化DTB结晶器导流筒的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578144B2 (en) * | 2006-07-13 | 2009-08-25 | Corning Incorporated | Method for minimizing refractory metal inclusions in a glass stirring operation |
-
2021
- 2021-01-29 CN CN202110114809.7A patent/CN112861397B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW524782B (en) * | 1999-10-01 | 2003-03-21 | Eglass Platinum Technology Gmb | Conditioning apparatus for molten glass with optimized electrical heating and improved thermal homogeneity of the glass |
| CN105481231A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-13 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃基板的制造方法及搅拌装置 |
| CN105574280A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-11 | 芜湖东旭光电装备技术有限公司 | 玻璃电熔窑工作模拟方法及其应用 |
| CN107330150A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-11-07 | 天津大学 | 一种基于Fluent优化DTB结晶器导流筒的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 两种转向布置的垂直搅拌器对玻璃液均匀性的影响分析;张峰榕等;《玻璃与搪瓷》;第6-8页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112861397A (zh) | 2021-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102849926B (zh) | 溢流下拉玻璃形成方法和装置 | |
| US7497094B2 (en) | Glass melting furnace and method for producing glass | |
| CN112861397B (zh) | 一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法 | |
| US20130269390A1 (en) | Overflow downdraw glass forming method and apparatus | |
| JP5588675B2 (ja) | ガラス撹拌操作における耐火金属異物を最小にする方法 | |
| TWI766041B (zh) | 控制壓實的方法 | |
| US20220402798A1 (en) | Large-Flow Precious Metal Channel | |
| JP2009542577A5 (zh) | ||
| CN112639175A (zh) | 单晶硅的培育方法 | |
| US3850606A (en) | Method for melting glass-making materials | |
| CN113336420B (zh) | 一种实验室用熔融玻璃搅拌控制系统及方法 | |
| CN101279814B (zh) | 一种平板液晶显示器玻璃基板的成型装置 | |
| CN105716992A (zh) | 一种重质油在加热炉出口温度下气化率的测定方法 | |
| CN101348320B (zh) | 一种消除显示器平板玻璃条纹缺陷的方法及搅拌装置 | |
| Jaluria | Heat and mass transfer in materials processing and manufacturing | |
| JPH0431325A (ja) | 着色ガラスの製造方法 | |
| CN115964819A (zh) | 一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法及系统 | |
| JP6639522B2 (ja) | 溶融ガラスを調質するための装置及び方法 | |
| CN102351419A (zh) | 一种k9光学玻璃及其制备方法 | |
| KR101093914B1 (ko) | 유리 패널의 제조방법 | |
| Cincibusová et al. | Mathematical modelling of bubble removal from a glass melting channel with defined melt flow and the relation between the optimal flow conditions of bubble removal and sand dissolution | |
| JP2016069235A (ja) | ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置 | |
| JP5937759B2 (ja) | ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置 | |
| JP6449606B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置 | |
| Zhao et al. | Experimental Study on Scale-Up of Solid–Liquid Stirred Tank with an Intermig Impeller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |