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玻璃高温熔制实验的动态仿真研究与开发开题报告

 2021-02-25 01:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

玻璃的高温熔制,是指通过一定的高温过程,最终制得具有一定性能的玻璃产品[1]。在玻璃的生产和科学研究中,通过对玻璃高温制备研究,可寻找最佳的配方设计,掌握各种因素的变化对玻璃制备的影响,制定合理的工艺制度,是进行生产质量控制、新产品开发和材料研究的重要方法[2-4] 。在实际生产中,玻璃熔制是关键环节。在玻璃配方合理和成型条件固定的前提下,如果熔制好,就能做到优质高产;熔制不好,工厂的废玻璃就会堆积如山。玻璃高温熔制与当前的电阻点焊技术也密切相关,其在数字代码帮助下研究了关键工艺参数的影响 [5] 。因此, 掌握玻璃高温熔制实验过程与生产流程极其重要,而为此我们进行玻璃高温熔制动态仿真研究开发也就有非常必要的现实意义与深刻的指导意义[6,7]

玻璃高温制备中的物理过程主要有原料吸附水的蒸发,某些组分的挥发、晶型转变以及某些组分的熔化等。化学过程主要有某些组分加热后排除结晶水、盐类的分解、各组分之间的化学反应及硅酸盐的形成。物理化学过程主要指一些物料间的固相反应,共熔体的产生,各组分间的互熔,物料、玻璃液相与炉内气体以及耐火材料之间的相互作用等。其中有些过程如共熔体的产生、互熔等,要在很高的温度下才能显著发生[8-11] 。目前在国内外,玻璃高温熔制的生产工艺流程都要经硅酸盐形成阶段(就普通钠钙硅玻璃在800~900℃),玻璃的形成阶段(1200到1250℃之间),玻璃液的澄清阶段(1400~1500℃),玻璃液的均化阶段,就普通的钠钙硅玻璃而言,此阶段温度可低于澄清温度下完成,玻璃液的冷却,对一般的钠钙硅玻璃通常要降到1000℃左右。

总而言之,在我看来玻璃熔制的全过程,就是把合格的配合料加热融化使之成为合乎成型要求的玻璃液。其实质就是把配合料熔制成玻璃液,把不均质的玻璃液进一步改善成均质的玻璃液,并使之冷却到成型所需要的粘度。除此之外,玻璃高温熔制需切实考虑熔窑的节能问题和它的熔制工艺并且要妥善控制能耗[12] 。控制能耗可使用合适原材料节能玻璃,且熔融玻璃保持较高温度24~36h[13] 。因此,也可把玻璃熔制的全过程划分为两个阶段,即配合料的熔制阶段和玻璃液的精炼阶段。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1.深刻理解和掌握玻璃高温熔制实验的原理、目的意义、以及步骤,并且弄懂各设备工作原理及具体操作方法。当然也要熟悉玻璃高温熔制的工业生产流程。

2.学习并且熟练运用visual basic 6.0编程语言的开发,利用这个软件开发平台,来研发出关于玻璃高温熔制实验的各虚拟部件。接下来将这些虚拟部件编制成简单实用可操作性强的动态仿真软件来进行研究与开发,完成毕设主要工作内容。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究开发的内容,了解本研究所需的原料、仪器、设备以及所用的开发软件。确定技术方案,完成并上传开题报告。

第4-5周:按照所设计的实验方案,再在专门老师的指导下,进行相关的实验操作。

第6-8周:依靠通过做实验后所获得的实验技能与实验数据,利用所选定的开发软件开发相关的虚拟零部件。

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4. 参考文献(12篇以上)


[1] 伍洪标,谢峻林,冯小平. 无机非金属材料实验[m]. 2版. 北京:化学工业出版社,2011.

[2] abbas abbassi,khashayar khoshmanesh. numerical simulation and experimental analysis of an industrial glass melting furnace[j]. applied thermal engineering,2008,28(5-6):450–459

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