Konvektionsströmungen in elektrisch beheizten Wannen : Modellversuche

Abstract

A method of making visible the flow of the melt in a model of an electrically heated tank is described. Lithium chloride dissolved in glycerine was used as the model liquid and its motion was shown by suspended plastic particles. By illuminating with a narrow beam of light the flow in any particular plane could be distinguished. Recording was done with a miniature camera using long exposures through three different colour filters in turn. From the colour pictures it was possible to measure the displacement of the plastic particles and thus calculate the velocity of flow of the liquid. The possibilities of this technique are demonstrated on a basic model with one pair of electrodes and on a model of a small continuous tank with several pairs of electrodes. It is shown how the position of and electric supply to the electrodes and reduction of heat loss through the tank walls or surface affect glass flow in the melting end and throat. On décrit une methode permettant de visualiser les courants de verre dans des modèles de bassins chauffés à l'électricité. Le liquide modéle est constitué d'une solution de chlorure de lithium dans de la glycérine. Les mouvements du liquide sont rendus visibles par des particules de matières plastiques qui s'y trouvent en suspension. L'éclairage du modèle, réalisé selon le principe de plans lumineux, permet d'évaluer séparément les mouvements dans le plan des différentes sections. Une caméra petit format enregistre les mouvements au ralenti et trois filtres de couleur différents sont successivement placés devant la camera selon un ordre préétabli. Les clichés en couleurs obtenus permettent de déterminer la direction et la vitesse des particules de matières plastiques et, par conséquent, celles des courants. On indique quelques possibilités d'application de la méthode à un modèle de base équipé de deux électrodes ainsi qu'à un modèle de four à bassin continu de dimensions relativement réduites équipé de plusieurs paires d'électrodes. On montre l'influence qu'exercent la disposition et la charge électrique des électrodes ou encore une diminution de la perte de chaleur par les parois du bassin ou par la surface du bain sur les courants de verre dans la zone du compartiment de fusion et de la gorge. 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.