Strömungs- und Temperaturverhältnisse im Speiserkanal von Hohlglasmaschinen Teil 2. Strömungsuntersuchungen im Modell eines Grünglasspeiserkanals

Abstract

An Hand der in Teil 1 angegebenen Temperaturfelder der Grünglasschmelze sowie der Ähnlichkeitskennzahlen für die Strömung und Wärmeübertragung im Kanal wurde eine Modellanlage gebaut. Die Strömungen wurden mit Siliconöl AK 100 000 als Modellflüssigkeit untersucht und mit Schwebekörpern sichtbar gemacht. Bei allen betrachteten Durchsätzen ist die Entnahmeströmung in Richtung der Speiserlängsachse vorherrschend. Es tritt jedoch auch eine Sekundärströmung auf, die die Schwebekörper im Bereich der Badoberfläche zur Wand hin ablenkt und so eine Abbremsung der Strömung bewirkt. Eine Abhängigkeit dieser Sekundärbewegung vom herrschenden Temperaturfeld im Bad (bei Heizung oder Kühlung der Badoberfläche) kann nicht eindeutig festgestellt werden. Dagegen wird sie stark vom Durchsatz und von der Badgeometrie beeinflußt. Daraus ist zu schließen, daß sich die treibende Kraft für die Sekundärbewegung bei den verschiedenen Durchsätzen infolge des Temperaturfeldes nicht wesentlich ändert. Sie wird auf die stets gleich großen Dichteunterschiede in der unteren Badhälfte zurückgeführt. Aus diesem Grunde tritt eine Konvektionsbewegung auf, die bei breiten und flachen Kanälen gegenüber der Transportströmung vernachlässigbar klein ist. Sie kann deshalb im betrachteten Speiserkanal nicht wesentlich zur Temperaturhomogenisierung in der Schmelze beitragen. Flow and temperature distributions in forehearths for Container machines. Part 2. Investigation of flow in a model of a green glass forehearth A model of the forehearth was built using the temperature distribution data for the forehearth reported in part 1 and the similarity criteria for heat and fluid flow. The flow was investigated by AK 100 000 silicone oil as model liquid and was made visible by suspended particles. At all flow rates the longitudinal throughput flow was predominant. However there was also a secondary flow near the surface of the liquid by which the particles were deflected towards the Walls and downwards thereby retarding the flow. Clear evidence that this secondary flow depended on the temperature distribution (changed by heating or cooling the surface) was not produced but it was strongly dependent on load and channel geometry. It may be concluded the frictional forces governing secondary flow at different loads were little influenced by the temperature distribution which gave almost the same density difference in the lower half of the channel in all cases. Convection in broad shallow channels is negligible compared with the throughput and cannot make an appreciable contribution to thermal homogenization. Conditions d'écoulement et de température dans le canal de distribution des machines à verre creux. 2e partie. Etudes de l'écoulement sur un modèle de canal de distribution pour verre vert. Une Installation modle est construite sur Base des champs de température de la fonte de verre vert fournis dans la première partie et des coefficients de similitude relatifs à l'écoulement et au transfert de chaleur dans le canal. L'écoulement est examiné en utilisant de l'huile de silicone AK 100 000 comme liquide de simulation et est visualisé par des particules en suspension. Dans tous les cas examinés, le courant de tirée dans le sens de l'axe longitudinal du distributeur prédomine. On note cependant l'apparition d'un courant secondaire, qui dévie vers la paroi les particules en Suspension proches de la surface du verre fondu et provoque ainsi un ralentissement de l'écoulement. Il n'est pas possible d'établir une relation nette entre ce mouvement secondaire et le champ de température régnant dans le bain (lors du chauffage ou du refroidissement de la surface du bain), alors que celui-ci est par contre fortement influencé par la tirée et la géométrie du bain. Il faut en conclure que l'impulsion provoquant ce mouvement secondaire pour différents débits ne varie pas nettement avec le champ de température. On l'attribue aux différences de densité qui s'égalisent dans la moitié inférieure du bain. C'est pour cette raison qu'apparait un mouvement de convection qui, par rapport au courant de tirée, est négligeable dans les canaux larges et plats et ne peut donc pas contribuer réellement à homogénéiser la température du verre fondu dans le canal étudié.