基于Fluent的中空玻璃合片机混气系统建模及仿真.pdfVIP

学兔兔 第 4期(总笫 179期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2013年 8月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MATION Aug． 文章编号 ：1672—6413(2O13)O4—0052—03 基于Fluent的中空玻璃合片机混气系统建模及仿真 马 超 ，王 磊 ，马小林 ，徐明刚 (北方工业大学 机 电工程学院，北京 100144) 摘要：以填充两种混合惰性气体的中空玻璃为研 究对象，用Gambit软件建立其二维模型，采用CFD软件 Fluent对其 内部复杂的气体流场进行二维数值模拟。给定玻璃尺寸、充气口的充气压强、工作环境的温度等 参数，对其进行Fluent仿真。结果表明，混合惰性气体的充满时间为0．32s；填充的气体浓度也能满足产品 要求。故在开放式的环境中对中空玻璃进行两种混合惰性气体的填充是可行的。 关键词：合片机；Gambit~Fluentl数值模拟 中图分类号 ：TP391．9 文献标识码 ：A 0 引言 输入段 、输出段主要完成玻璃的输入 、输 出，检测段主 中空玻璃合片机是将两块或者多块玻璃片做成具 要完成玻璃长、宽、高的测量，主机部分主要完成玻璃 有单腔或者多腔中空玻璃的设备。传统中空玻璃的空 的压合，充气部分主要完成充惰性气体。图 1为具有 腔里大部分填充的是空气或单一惰性气体 。通过查找 充气功能的全 自动中空玻璃合片机实物。 相关资料发现 ，混合惰性气体在保温和节能方面要 明 显好于单一的惰性气体 ，所以，我们提 出填充两种混合 惰性气体的想法，一种是氩气，一种是氪气 。在充气的 过程 中，分别通过电磁比例阀来调节两种气体的流量 ， 使其在气路中自动混合，并把混合后 的惰性气体填充 到单腔或多腔 的中空玻璃 。然而，中空玻璃合片机 的 充气过程是在一个开放式的环境 中，以矩形玻璃为例 ， 图 1 中空玻瑁合片机 玻璃空腔的三面均与外界空气直接相连，另一边则是 2 混合惰性气体填充过程几何模型的建立 紧靠充气 口。因此，需要对其进行理论上的研究，以此 以单腔中空玻璃为例，它是 由两块尺寸(1200× 来判断是否能在这种开放式的环境 中进行混合惰性气 800mm)相 同的玻璃和一宽度为 12mm 的铝框组合 体的填充。 而成的，利用 Gambit对单腔 中空玻璃进行实体建模 。 1 中空玻璃合片机简介 惰性气体填充原理是 ：在间隔框和玻璃片之间的间隙， 中空玻璃合片机是玻璃深加工最具代表性的关键 通过多孔排上的充气 口对其进行气体填充；填充完毕 设备。 自从 1865年美 国人发明中空玻璃以来 ，中空玻 后对其进行压合，双层 中空玻璃就加工完毕。图2为 璃的加工设备，尤其是高端的全 自动化 中空玻璃合片 单腔 中空玻璃三维模型，图3为双层 中空玻璃下边惰 机 ，一直被国外的一些公司所垄断。 目前 国内中空玻 性气体充气 口的多孔排 。 璃合片机还处于起步阶段，较先进 的即为 自动压合手 为了减少运算量、提高计算速度 ，对模型进行了简 动充气以及 自动填充单一惰性气体的合片机 ，且其 自 化。简化后的模型选取中空玻璃左下部多孔排 中的7 动化程度较低。 个充气孔进行模拟，具体尺寸为 37mm×32mm，并在 针对 目前国内合片机现状，开发了具有 自主