Modeling and optimization of porous silica ingot melting during quartz glass synthesis

شیشه کوارتز به طور گسترده ای در تکنولوژی های مدرن به علت خواص ترموفیزیکی و نوری عالی آن مورد استفاده قرار می گیرد. برای کاهش غلظت هیدروکسیل، یک ناخالص بحرانی که اثر نوری و عمر مفید محصولات شیشه ای را تحت تاثیر قرار می دهد، روند سنتز سنتز شیشه کوارتز با ذوب شدن شمش سیلیکا متخلخل تولید شده در کوره خلاء بهبود می یابد. از آنجا که کوارتز مذاب، شمش سیلیس متخلخل را محاصره کرده و فرار از گاز ها را از هیدروکسیل یا سایر ناخالصی ها منشا می دهد، الگوی ذوب باید با کنترل شرایط عملیاتی بهینه شود. در مقاله، یک مدل یکپارچه برای مطالعه فرآیند ذوب پویای سیلیکا متخلخل، با توجه به انتقال حرارت و تغییر شکل بزرگ سطح، توسعه داده شده است. تأثیرات دمای بخاری، اندازه شمش، خنک کننده کوره و طراحی بوته در فرآیند ذوب با دقت بررسی می شود. بر اساس تجزیه و تحلیل، یک طراحی بوته بهینه شده با خنک کننده جانبی بخاری کوره پیشنهاد شده است تا الگوی ذوب ترجیح داده شده برای افزایش هیدروکسیل حذف شود.