1、卡脖與冷卻部液流結構形態的分析（一）19卡脖與冷卻部液流結構形態的分析（一）作者：雷強分析了卡脖、冷卻部液流的基本形態與速度矢量分布，討論了影響液流結構的因素。正確認識熔窯內液流的結構形態及其變化規律，有助于我們改善生產條件，提高作業水 平，節能降耗，提高玻璃質量。卡脖、冷卻部作為熔窯的重要組成部分，研究其內部液流特性，可以更好地了解其作業 形態，改善其使用效果。1卡脖的液流結構卡脖作為連接熔化部（澄清部）與冷卻部的通道，其液流結構變化必然受前者的影響，并 影響到后者。由于其自身結構的特性和一些重要輔助生產設備的使用，使得該部位的液流結 構會發生重大變化，并根本性地影響到前、后兩者。1.1卡脖

2、液流結構的基本形態卡脖的液流結構和速度矢量分布見圖1。由圖1可見：（1）在未增加任何輔助設施時，卡脖液流主要由前行流和回流（合稱直流） 及其共同作用區組成。共同作用區與邊部吸附層及角部不動層，將液流分為上部前行流區域 和下部回流區域，前行流與回流互為逆向行進。（2）由于卡脖的縮流作用，卡脖段的直流速度和前行流層厚度，分別高于各自在熔化部 和冷卻部區段的值。這樣，由玻璃液橫向溫差造成的橫流（實際上是與直流共同作用成為斜 流），由于流速較低，在較窄的卡脖內會變得不很明顯。因而其與直流共同作用形成回旋流 的機會，在卡脖較短且直流相對流動強度大的情況下，幾乎不存在。同樣的原因還造成共同 作用區比熔化部

3、、冷卻部要低而薄一些。（3）前行流的流速分布從中部到邊部、由表面到深層遞減；回流層流速則由于受邊界因 素的影響，由中部向四周遞減。共同作用區處于紊流狀態，根據連續性原則，可將其整體速 度視為零，邊、角部不動層不參與宏觀流動，速度也視為零。1.2卡脖增加大水管或淺層水包卡脖增加大水管或淺層水包的液流結構及速度變化見圖2。卡脖大水管或淺層水包一般是從卡脖胸墻的一側穿到另一側，由此造成的橫向溫差的加強作用，如果不仔細比較的話，對玻璃液宏觀質量的影響是不易察覺的。穿上水管或水包后， 在液流縱剖面上可以看出其結構受到了一定的影響。即由于水管或水包及其吸附層的作用， 使得液流形態在該處發生了變化。主要表現

4、為：前行流由表面流改為在水管或水包下“繞行”，淺層進入。共同作用區在該部位下移并變薄。下層回流也受到一定的影響。1.3卡脖穿深層水包的情況卡脖穿深層水包的液流結構及流速變化見圖3。由圖3可見，隨卡脖穿水包深度的增加，對液流結構的影響發生了由量變到質變的過程。由于水包深度的增加，迫使前行流由淺層進入改為深層進入，直流空間大大減小。因直流層空間變小，為滿足冷卻部玻璃液補償量的要求，使得直流流動的強度相對 增大，流速進一步加快。前行流與回流在有限的高度內高速逆向行進，使得共同作用區變薄直至被割斷，水 包下方出現棒狀共同作用區的可能性增大。在水包之后，溫度較高的前行液流使得冷卻部上層回流遇熱被帶回冷卻

5、部，成為前 行流的一部分；在水包之前，溫度較低的冷卻部回流使得前行流中的下層遇冷受阻被帶回澄 清部，成為回流的一部分。隨著水包深度的增加，水包前后出現小環流的可能性增大。上述液流結構發生的最重要的變化是液流量的變化。其中冷卻部回流(溫度低)量的減少 和前行流(溫度高)回流量的增加，直接導致澄清部玻璃液溫度的升高。這一點可從實踐中澄 清部池底溫度的升高得到驗證。這樣深層水包體現出的直接作用之一，就是隔斷回流的作用。 另外就是降溫的作用，在拉引量一定的情況下，冷卻部、流道會因增加深層水包而使整體溫 度有所下降。理論上講，一定深度的水包是可以完全隔斷冷卻部回流的，此時熔化部和冷卻部形成各 自的環流。

6、只是由于液位差的作用，前行流由水包下進入卡脖后部和冷卻部，此時水包下部 就類似于連通器之間的接口。這一點對于熔窯能耗的降低意義重大，即避免了大量的玻璃液 在數百度的溫度范圍內循環加熱所造成的能源浪費。實踐表明，水包深度在100 mm左右時， 隔斷回流的作用并不明顯；但當水包深度增加到250 mm時，效果就會明顯起來。實際生產 中，在燃燒條件、配合料成分、生熟料比基本不變的情況下，可使油耗明顯降低。目前，400 mm以上的水包已在國內一些廠家使用，效果較好。1.4攪拌的作用攪拌可使流層來源不同及存在溫度、粘度差異的玻璃液，以較為均勻的形式進行重新分 配后，進入冷卻部。實際情況表明，攪拌對玻璃液的均化作用是較為明顯的。一般情況下，入射角會有不同 程度的提高。但由于它是將局部玻璃液攪勻、再分配的過程，所以，只能對冷卻部原有液流 結構產生一定的影響，對整體液流的情況影響不大。并且從實際效果來看，不同類型的攪拌， 其情況也是大同小異的。需要說明的是，