Bestimmung der Leistungsdichte- und Temperaturverteilung in elektrischen Glasschmelzwannen

Abstract

Für die Technologie des elektrischen Glasschmelzens sind die nicht direkt meßbaren Strömungsverhältnisse in der Glasschmelze von fundamentaler Bedeutung. Ihre Berechnung kann auf die Messung der räumlichen elektrischen Feldstärke- bzw. Leistungsdichtevertehung und des Temperaturfeldes gestützt werden, für deren Erfassung ein Meßverfahren für die punktweise Messung mit einer Sonde vorgestellt wird. In der Meßsonde sind vier als Koordinatensystem angeordnete Potentialmeßpunkte und ein Temperaturfühler integriert. In einer Koordinatentransformation mit einer analogen Übertragerschaltung und Impedanzwandlung mit Verstärkern werden die Meßgrößen erfaßt. In einer Glasschmelze mit bekanntem homogenen elektrischen Feld erwies sich der Meßfehler als unabhängig vom elektrischen Potential, von der Größe der Feldstärke, der Ausrichtung der Sonde sowie der Glasbadtemperatur. Fehlerursachen sind die Dejustierung und Unsymmetrie der Sonde; nur der Unsymmetriefehler kann nennenswert reduziert werden. An Hand einer Messung in einem elektrisch beheizten Schachtofen zur Schmelze von Beleuchtungsglas wird die Brauchbarkeit des Meßverfahrens demonstriert. Determination of the power density and temperature distributions in electrically heated glass tanks The flow of the melt, which cannot be determined directly, is of fundamental importance in the technology of melting glass electrically. It can be estimated from measurement of the spatial electrical field and power density distributions as well as the temperature distribution for which measurement point by point with a probe is described. Four potential measuring points arranged according to a co-ordinate system and a temperature sensor are combined in the probe. The data are obtained by a co-ordinate transformation together with analogous switching and impedance transformation using amplifiers. The errors in measurement are independent of electric potential, the field strength, the ahgnment of the probe, and the glass temperature in a glass melt with a known homogeneous electric field. The probe being out of balance or unsymmetrical causes errors; only the asymmetry error can be reduced appreciably. The usefulness of the method of measurement is shown using data measured on an electric vertical melting furnace producing illuminating ware. Détermination de la répartition des puissances volumiques consommées et de la température dans des bassins de fusion du verre chauffés à l'électricité L'état de courant non mesurable directement dans la fonte de verre est d'une importance fondamentale pour la fusion électrique du verre. Son calcul peut s'appuyer sur la mesure de la distribution de l'intensité de champ électrique ou de la puissance volumique consommée et du champ de température, pour la détermination desquels on présente une méthode de mesure point par point avec une sonde. La sonde comprend quatre points de mesure de potentiel disposés comme un système de coordonnées, et une sonde pyrométrique. On enregistre les valeurs des mesures dans une transformation de coordonnées comportant un circuit analogique et une adaptation d'impédance avec amplificateurs. Dans une fonte de verre dont le champ électrique homogène est connu, l'erreur de mesure ne dépend pas du potentiel électrique, de la valeur de l'intensité de champ, de l'orientation de la sonde ou de la température du bain de verre. Les erreurs sont dues au déréglage et à l'asymétrie de la sonde; seules les erreurs d'asymétrie peuvent être notablement réduites. On démontre l'utilité de cette méthode au moyen de mesures dans un four électrique pour verre d'éclairage.