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近年来，随着建筑、汽车和智能手机等行业的快速发展，对钢化玻璃的数量和质量的需求越来越高。玻璃钢化过程是一个极其复杂的生产过程，其中玻璃在冷却炉的射流冷却过程为关键影响因素，直接关系到产品的光学性能、机械性能及外观质量。本课题将展开玻璃钢化过程中射流冷却特性研究，为玻璃钢化工艺的改进与优化提供理论参考。
本课题基于传热和流体力学知识，结合模拟仿真软件对玻璃钢化冷却吹风过程中的空气喷孔、风栅和玻璃等结构进行简化后建模，确定边界条件与初始条件后进行数值模拟，探究了单喷孔射流的换热特性以及单排多喷孔射流和多排喷孔射流的换热均匀性；其次，研究了射流速度、射流角度、射流高度和喷孔直径对空气射流冷却玻璃换热均匀性的影响；最后，应用正交试验的方法确定了较优方案，对冷却参数进行了优化。
通过对单喷孔冲击冷却玻璃表面进行建模和模拟，了解单个喷孔射流换热特性，在玻璃表面喷孔中心正下方的压力值最大，随着向四周压力值也逐渐减小，喷孔正下方的温度值最低，越远离中心区域的温度值越高，喷孔正下方会出现努塞尔数“凹坑”，数值较附近区域较低；单排喷孔射流冷却玻璃表面时，喷孔间距随着喷孔个数的增多而减小，当喷孔的直径恒定时，玻璃表面的平均努塞尔数变异系数的数值会随着喷孔间距的减小呈先减小后增大的趋势，换热均匀性最好的喷孔间距为20mm；多排喷孔射流换热时，喷孔排数和排间距对玻璃表面的换热均匀性影响也很大，玻璃表面换热均匀性最佳的排间距为20mm。
射流冷却参数的改变对玻璃表面的换热均匀性有很大影响，随着速度的增大，冷空气和高温玻璃之间的换热强度增强，速度太小和太大都不利于均匀换热；射流角度由垂直入射逐渐变为倾斜入射时，会使玻璃表面不同位置的努塞尔数差距逐渐变大，不利于换热的均匀性；随着喷孔直径越大，流动空间的旋涡越强，气流冲刷玻璃表面能力增强，换热均匀性变差，而喷孔直径太小，会导致气流流动性变弱，换热不充分，均匀性也会变差；随着射流高度的增大，换热强度也增大，但换热均匀性变差。
通过对所选参数范围内因素进行正交试验，研究射流速度、射流角度、射流高度和喷孔直径四个因素在三种水平下，对空气射流冷却玻璃表面换热均匀性的影响，得出这四个因素中影响程度大小排序为：喷孔直径D＞射流高度H＞射流角度α＞射流速度v。通过极差分析得出并模拟验证了最优方案为射流速度v为30m/s，射流角度α为90°，射流高度H为5mm，喷孔直径D为5mm。
本课题基于传热和流体力学知识，结合模拟仿真软件对玻璃钢化冷却吹风过程中的空气喷孔、风栅和玻璃等结构进行简化后建模，确定边界条件与初始条件后进行数值模拟，探究了单喷孔射流的换热特性以及单排多喷孔射流和多排喷孔射流的换热均匀性；其次，研究了射流速度、射流角度、射流高度和喷孔直径对空气射流冷却玻璃换热均匀性的影响；最后，应用正交试验的方法确定了较优方案，对冷却参数进行了优化。
通过对单喷孔冲击冷却玻璃表面进行建模和模拟，了解单个喷孔射流换热特性，在玻璃表面喷孔中心正下方的压力值最大，随着向四周压力值也逐渐减小，喷孔正下方的温度值最低，越远离中心区域的温度值越高，喷孔正下方会出现努塞尔数“凹坑”，数值较附近区域较低；单排喷孔射流冷却玻璃表面时，喷孔间距随着喷孔个数的增多而减小，当喷孔的直径恒定时，玻璃表面的平均努塞尔数变异系数的数值会随着喷孔间距的减小呈先减小后增大的趋势，换热均匀性最好的喷孔间距为20mm；多排喷孔射流换热时，喷孔排数和排间距对玻璃表面的换热均匀性影响也很大，玻璃表面换热均匀性最佳的排间距为20mm。
射流冷却参数的改变对玻璃表面的换热均匀性有很大影响，随着速度的增大，冷空气和高温玻璃之间的换热强度增强，速度太小和太大都不利于均匀换热；射流角度由垂直入射逐渐变为倾斜入射时，会使玻璃表面不同位置的努塞尔数差距逐渐变大，不利于换热的均匀性；随着喷孔直径越大，流动空间的旋涡越强，气流冲刷玻璃表面能力增强，换热均匀性变差，而喷孔直径太小，会导致气流流动性变弱，换热不充分，均匀性也会变差；随着射流高度的增大，换热强度也增大，但换热均匀性变差。
通过对所选参数范围内因素进行正交试验，研究射流速度、射流角度、射流高度和喷孔直径四个因素在三种水平下，对空气射流冷却玻璃表面换热均匀性的影响，得出这四个因素中影响程度大小排序为：喷孔直径D＞射流高度H＞射流角度α＞射流速度v。通过极差分析得出并模拟验证了最优方案为射流速度v为30m/s，射流角度α为90°，射流高度H为5mm，喷孔直径D为5mm。