Stabilitätsprobleme beim Widerstandsheizen von Glasschmelzen

Abstract

Das mögliche Auftreten von thermischer Instabilität bei der direkten elektrischen Erwärmung von Glasschmelzen wird rechnerisch untersucht. Ein herausgegriffenes Volumenelement kann bei vorgegebener elektrischer Potentialdifferenz in einem bestimmten Bereich der eigenen und der Umgebungstemperatur instabil werden; diese Instabilität endet oberhalb einer materialabhängigen Grenztemperatur. Bei „normalen" Gläsern liegt diese Grenztemperatur unterhalb des Anwendungsbereiches der durch Strom erzeugten Wärme. Eine Gefahr besteht allenfalls bei Gläsern mit extrem hoher Aktivierungsenergie der elektrischen Leitfähigkeit und geringer Strahlungsdurchlässigkeit sowie bei dem umgebenden Feuerfestmaterial an konstruktiv exponierten Stellen. Stability problems in the resistance heating of glass melts The possible occurrence of thermal instabilities in the direct electrical heating of glass has been investigated by computation. A particular volume dement can become unstable under a given potential difference in a given range of its own and the surrounding temperature; this instability ceases above a particular material dependent limiting temperature. For ordinary glasses this limit lies below the range of heat fluxes actually used. A danger does exist with glasses having an extremely high activation energy of electrical conductivity and low transparency to radiation whilst the surrounding refractory materials also play a part. Problèmes de stabilité dans le chauffage par effet Joule de fontes de verre La probabilité de l'apparition d'une instabilité thermique lors du chauffage électrique direct de fontes de verre est calculée. Un élément de volume quelconque peut devenir instable lors d'une différence de potentiel électrique donnée à l'avance dans une plage déterminée de sa propre température et de celle de son environnement; cette instabilité disparaît au-dessus d'une température limite dépendant du matériau. Pour les verres „normaux", cette limite se situe en dessous du domaine d'emploi de l'effet Joule. Tout au plus existe-t-il un danger pour les verres dont l'énergie d'activation de la conductivité électrique est extrêmement élevée et la transmission de radiation réduite, ainsi que pour les réfractaires qui entourent les endroits exposés du four.