射流冷却超薄玻璃的数值模拟研究

采用计算流体力学软件FLUENT并结合热流固耦合有限元体积方法,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数Re为30000~70000和射流间距H为1~6mm的圆形孔口,复合型孔口和花型孔口冲击射流急冷超薄玻璃物理钢化过程进行了数值模拟,意在探究单孔射流时超薄玻璃急冷过程的流场分布和换热情况,为实现超薄玻璃表面换热更快、更均匀提供参考依据,从而研发厚度小于2mm的超薄玻璃物理钢化技术。研究发现:圆形孔,复合型孔和花型孔冲击玻璃表面时在径向射流横截面上出现2个反向漩涡流,分析认为是射流卷吸作用加强并引起边界层发生分离现象,气流向上端扩散从而产生了漩涡流;从被冲击玻璃表面的局部努赛尔系数分布可以看出,采用花型孔口和复合型孔口射流冲击可以使玻璃表面的冲击区域更大,冷却效果更均匀。