机械振动辅助Bi2O3-ZnO-B2O3三元玻璃料浆均匀化机理

摘要

通过数值模拟研究了机械振动下Bi2O3-ZnO-B2O3三元玻璃料浆的混合过程,并分析了混合均匀化机理。首先,利用旋转黏度计分别测量了Bi2O3、ZnO及B2O3三种玻璃料浆的黏度,并用光学显微镜分别观察三种玻璃料浆的粒度,通过Stokes-Einstein方程得到流体料浆的扩散系数。在此基础上建立了机械振动下Bi2O3-ZnO-B2O3三元玻璃料浆混合过程的Fluent模型,定义了描述三元料浆混合均匀程度的混合偏差。通过模拟研究发现:①增加容器振幅及频率均能加快三元料浆的混合;②机械振动的振幅及频率不宜过高,否则会导致料浆溢出容器;③混合偏差随时间增加而降低,可以通过幂函数描述,从而可以预测不同振幅和频率下Bi2O3-ZnO-B2O3三元玻璃料浆的混合均化时间。指出选择合适的振幅及频率,有助于提高混合效率,并避免料浆溢出容器。