Contribution à la modélisation simplifiée des fours verriers

Abstract

Industrial glass furnaces operate the fusion and the preparation of a vitrifiable mixture before the forming. Inside a refractory enclosure, the masses are mixed and undergo the glass elaboration processes thanks to the energy input by combustion. To ensure an optimal quality of the product while respecting the operating constraints, the furnace control is optimized, particularly thanks to predictive control algorithms.For these real-time applications, rapid models of the furnace are required. Among the various simplified modelling methods, we chose here to write the first-principles on a simplified geometry, making simplifying assumptions on the flow structure and combustion model. The model is of zonai type and gives the temperature mean profiles in the furnace. The work was mainly focused on the combustion chamber, and the originality remains in the possibility to tu ne the model thanks to empirical parameters on the combustion rate.Les fours verriers industriels opèrent la fusion et la préparation d'un mélange vitrifiable pour le formage. Dans une cuve réfractaire, les masses subissent les processus d'élaboration du verre grâce à l'apport d'énergie par combustion. Pour assurer une qualité maximale du produit tout en respectant les contraintes de fonctionnement, le pilotage des fours est optimisé, notamment grâce aux algorithmes de commande prédictive. Pour ces applications en temps réel, des modèles rapides du four sont nécessaires. Parmi les approches de modélisation rapide, on a choisi ici d'écrire les premiers principes sur une géométrie de four simplifiée moyennant des simplifications sur la structure de l'écoulement et la combustion. Le modèle est du type zonal et fournit les profils moyens de température du four. Le travail a été concentré sur la chambre de combustion et l'originalité tient dans la possibilité de caler le modèle grâce à des paramètres empiriques sur la vitesse de combustion