[发明专利]一种玻璃澄清过程中气泡上升速率的计算方法

说明书

本发明公开一种玻璃澄清过程中气泡上升速率的计算方法，包括以下步骤：在透明石英坩埚中加入将玻璃配合料，将透明石英坩埚置于高温熔融观察炉内；对高温熔融观察炉进行升温，当温度达到玻璃澄清温度时，高温熔融观察炉的成像系统开始以图片形式记录澄清过程中气泡的运动状态；分析高温熔融观察炉的成像系统记录的气泡运动状态图片，标记需要计算的气泡直径Dsubgt;1/subgt;；测量间隔时间Tsubgt;1/subgt;该气泡在垂直方向上升的距离Lsubgt;1/subgt;；计算气泡直径Dsubgt;1/subgt;对应的上升速率Vsubgt;D1/subgt;=Lsubgt;1/subgt;/Tsubgt;1/subgt;；取N个相同直径的气泡，按公式计算得到同一直径气泡的上升速率；本方法计算得到的气泡上升速率模拟实际生产的复杂性，对于指导玻璃企业生产具有指导意义。

技术领域

本发明涉及玻璃配合料澄清技术领域，具体是一种玻璃澄清过程中气泡上升速率的计算方法。

背景技术

玻璃的澄清过程是玻璃熔化过程中极其重要的环节，它与玻璃的成品质量有密切的关系。在硅酸盐形成与玻璃形成阶段中，由于配合料的分解、部分组分的挥发、氧化物的氧化还原反应、玻璃与气体介质及耐火材料的相互作用等原因而放出大量的气体。由于气体在玻璃熔体中的溶解度有一定的限度，所以就出现了气泡，玻璃的澄清过程是指排除可见气泡的过程。

以往玻璃澄清过程中的气泡的上升速率可以根据斯托克斯公式计算得出，由斯托克斯公式可知，气泡的上升速度与气泡半径的平方成正比，与玻璃黏度成反比，通过窑炉的池深可以计算出气泡排除所需要的时间，进而优化玻璃的澄清时间。

根据斯托克斯定公式计算出的气泡上升速率只是理论数值，考虑到在实际生产中，需要充分考虑现实情况的复杂性，因此经验公式计算数据可以作为平均值参考使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃澄清过程中气泡上升速率的计算方法，该方法模拟实际生产过程的复杂性，较为简便地计算玻璃澄清过程中气泡的上升速率，分析玻璃液的澄清质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种玻璃澄清过程中气泡上升速率的计算方法，包括以下步骤：

S1、在透明石英坩埚中加入将玻璃配合料，将透明石英坩埚置于高温熔融观察炉内；

S2、对高温熔融观察炉进行升温，使玻璃配合料熔融；

S3、当温度达到玻璃澄清温度时，高温熔融观察炉的成像系统开始以图片形式记录澄清过程中气泡的运动状态；

S4、澄清结束后，取出透明石英坩埚；

S5、分析高温熔融观察炉的成像系统记录的气泡运动状态图片，标记需要计算的气泡直径D₁；

S6、按气泡运动状态图片的记录顺序，间隔时间T₁，测量该气泡在垂直方向上升的距离L₁；

S7、计算气泡直径D₁对应的上升速率V_D1= L₁/ T₁；

S8、取N个相同直径的气泡，对每个气泡重复步骤S5～S7，得到气泡上升距离分别是L₂、L₃……L_N，气泡对应上升速率分别是V_D2、V_D3……V_DN，按公式

计算得到同一直径气泡的上升速率。

进一步的，所述步骤S2高温熔融观察炉在1100℃以下时的升温速率为5～10℃/min，在1100℃以上时的升温速率为10～20℃/min；玻璃的澄清温度为1300～1650℃，澄清时间30～180分钟。