Konvektionsströmungen in elektrisch beheizten Wannen Modellversuche

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Sichtbarmachen der Strömungen des Glases in elektrisch beheizten Wannen im Modellmaßstab beschrieben. Als Modellflüssigkeit dient eine Lösung von Lithiumchlorid in Glycerin. Die Bewegungen werden durch Kunststoffteilchen sichtbar gemacht, die in der Flüssigkeit schweben. Durch eine Beleuchtung des Modells nach dem Lichtschnittprinzip lassen sich die Bewegungen in den einzelnen Schnittebenen getrennt beurteilen. Die Registrierung erfolgt durch Langzeitaufnahmen mit einer Kleinbildkamera, wobei drei verschiedene Farbfilter in festgelegter Reihenfolge vorgeschaltet werden. Aus den Farbaufnahmen lassen sich dann Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Kunststoffteilchen und damit der Flüssigkeitsströmungen ablesen. Einige Anwendungsmöglichkeiten dieser Methode werden an einem Grundmodell mit einem Elektrodenpaar und dem Modell einer relativ kleinen kontinuierlichen Wanne mit mehreren Elektrodenpaaren demonstriert. Es wird gezeigt, wie sich die Anordnung und die elektrische Belastung der Elektroden sowie eine Verminderung der Wärmeabgabe über die Bassinwände oder die Badoberfläche auf die Glasströmungen im Bereich der Schmelzwanne und des Durchlasses auswirken.