光纖拉絲爐內部氣體流場研究.pdf

1、在光纖拉絲過程中，爐內溫度分布情況是影響光纖質量的關鍵因素，而拉絲爐內部氣體的溫度和速度分布又是影響爐內溫度分布的重要因素。這是因為氣流的波動會導致爐內溫度的波動，從而引起預制棒受熱不均，進而導致光纖直徑的波動、芯包比和折射率分布的改變，光纖缺陷由此產生。因此，研究拉絲爐內部的氣體流場分布狀況對于提高光纖質量有著重要的實際意義。
　　受企業(yè)委托，本文應用流體力學軟件FLUENT對光纖拉絲爐內部氣體流場及拉絲爐相關部件的溫度分布進行

2、了理論建模和數(shù)值模擬，模擬結果與文獻中的模擬結果及實測結果有著較好的一致性。本文的研究內容分為以下三部分：
　　第一部分：為基于三維拉絲爐幾何模型的內部氣體流場數(shù)值計算。模擬了氣體從30個上部進氣孔進入拉絲爐到延伸管底部氣體出口區(qū)域內的流場分布，通過模擬得到了氣體的速度場和溫度場分布情況，發(fā)現(xiàn)了氣體速度場在上部進氣孔上、下部附近存在兩個漩渦，所得氣體速度場對委托企業(yè)拉絲爐設備的優(yōu)化改造具有一定指導意義。由于在該部分是根據(jù)經(jīng)驗假設拉

3、絲爐上相關固體部件（預制棒、馬弗管和延伸管）溫度邊界的分布呈線性變化，而這一假設又與實際有一定差異，因此本文進行了第二部分的研究。
　　第二部分：為基于二維拉絲爐幾何模型的數(shù)值計算。這一部分建立的模型不僅考慮了拉絲爐壁面與內部氣體的熱量傳遞，而且考慮了拉絲爐上各個固體部件的熱量傳遞及加熱件的輻射傳熱。通過模擬得到了爐內氣體的二維速度場和拉絲爐上各個固體部件的溫度分布情況，由于計算條件有限，該部分只建立了二維模型，并將拉絲爐上部氣體

4、入口進行簡化，所以上部氣體入口處的氣體流場以第一部分的模擬結果為主。除此之外，其他部位氣體流場分布及相關固體部件上的溫度分布情況以第二部分模擬結果為主。
　　第三部分：為實驗驗證部分，由于實驗器材限制，只能進行溫度測試，通過將模擬的溫度結果與實測結果進行比較，發(fā)現(xiàn)模擬結果與委托企業(yè)測試結果具有較好的一致性，從而證明了本文所建氣體流場模型的正確性。
　　綜上所述，本文對委托企業(yè)提供的光纖拉絲爐的內部氣體流場分布及拉絲爐上相關固