【摘 要】
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对玻璃进行钢化，可显著地提高其强度，随着建筑节能要求的提高，Low-E玻璃得到大量应用。由于Low-E玻璃表面辐射特性，在钢化加热过程中，采用传统的工艺难以使玻璃板加热均匀，使得产品
【出 处】
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同济大学材料科学与工程学院 同济大学
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对玻璃进行钢化，可显著地提高其强度，随着建筑节能要求的提
高，Low-E玻璃得到大量应用。由于Low-E玻璃表面辐射特性，在
钢化加热过程中，采用传统的工艺难以使玻璃板加热均匀，使得产品
质量存在缺陷，如白色斑痕与光学缺陷、大的不均匀碎块、玻璃翘曲
不稳定、鞍形和弧形、辊波状、端部翘曲和膜层烧损、以及炉内弯曲
等。国外采用对流换热技术以弥补全辐射加热的不足。我国目前对该
技术尚未掌握。本文通过数学模型、物理模型以及玻璃应力测试三方
面工作，对Low-E玻璃的钢化过程进行了研究，本文的主要工作包
括：
1根据传热理论，研究了Low-E玻璃表面辐射性。对Low-E玻璃板
建立了二维导热模型，由于传动辊在钢化加热中对玻璃温度场影
响很大，所以同时也对传动辊建立了二维导热模型，首次在国内
对两者耦合求解，互为边界条件。应用封闭腔理论对钢化炉加热
空间辐射热流分布进行数值模拟，以此为玻璃板上部边界条件，
并计算比较了普通透明玻璃和Low-E玻璃在全辐射与辐射一对流
条件下的温度分布。
2根据相似理论，设计、制作了水平钢化炉的物理模型，首次在国
内对其内部气流分布进行了研究。用PIV技术测定气流的速度分
布，研究了不同流量下对气流分布均匀性的影响。对钢化玻璃而
言，玻璃温度的均匀性是极其重要的，而采用对流技术的目的就
是要保证气流的均匀性。
3选用美国GUARDIAN公司镀膜玻璃在意大利IANUA公司和芬兰
TAMGLASS公司的钢化炉内，用不同操作参数进行钢化处理，制
得了样品，使用SM-100型定量应力仪对透明玻璃和Low-E玻璃
进行了应力测定。
通过数学模型，加深认识到对流换热的重要性，搞清了对流换热
系数和加热气体温度等参数对钢化操作的意义。通过物理模型，认识
到气流分布均匀性的重要性，经过计算，获得了对流换热系数。通过
应力测量，认识了全辐射和对流-辐射条件下玻璃内应力状况，为今
后工艺操作奠定检测基础。
经过本研究，可知对流换热技术在钢化炉内的应用前景广
阔，能解决全辐射加热所引起的质量问题。
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