Numerical investigation of the cooling zone of a container glass annealing furnace
Cam tavlama fırınlarında soğutma bölgesinin sayısal olarak incelenmesi
- Tez No: 858792
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ MELİK BAŞOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 57
Özet
Cam üretim endüstrisinde önemli bir ısıl işlem süreci olan tavlama, camın şekillendirme aşamasını takiben hızlı soğutma sürecinden kaynaklanan kalıntı termal gerilmeleri hafifletmeyi amaçlar. Konteyner cam üretiminde, bu süreç için sürekli tavlama fırınları kullanılır ve belirli işlem gereksinimlerini karşılamak üzere uyarlanmış farklı bölgelerden oluşur. Fırının ilk bölümü olan ısıtma bölgesi, cam eşyaların sıcaklığını tavlama noktasına çıkarmaktan sorumludur. Isıtma bölgesinden sonra, birden fazla soğutma bölgesi, cam nesnelerinin sıcaklığını hassas kontrol altında aşamalı olarak düşürür. Fırın içinde konvektif soğutma hızlarını artırmak ve fırın içinde homojen hava sıcaklıklarını sağlamak için genellikle soğutma bölgelerine dolaşım fanları yerleştirilir. Bu çalışma, endüstriyel ölçekte bir sürekli konteyner cam tavlama fırını içinde dolaşım fanlarının hava akış hızlarının,bu projede kullanılan akış hızları 0.6(m^3)s, 0.8(m^3)s, ve 1(m^3)s, soğutma performansına olan etkisini sayısal olarak incelemektedir. İki ayrı çözücü, iteratif bir yaklaşım içinde kullanılmaktadır. Bir çözücü, cam şişeler içinde zamana bağlı ısı iletimini ele alır ve sınırlama koşulları olarak ışıma ve konvektif ısı akılarını kullanır. Diğer çözücü ise fırın içindeki kararlı haldeki konveksiyon dağılımını çözmeye odaklanmıştır. Sonuçlar, fanın akış hızının artırılmasının bölge içinde konvektif ısı transferini artırdığını ve hareket eden cam şişelerinin soğuma hızını artırdığını göstermiştir. Ayrıca, fan akış hızını artırmanın camda daha homojen bir soğuma davranışına yol açtığı göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Annealing, a crucial heat treatment process in the glass manufacturing industry, aims to alleviate the residual thermal stresses induced during the rapid cooling of glass following the forming stage. In the production of container glass, continuous annealing furnaces are employed for this process, consisting of distinct zones tailored to meet specific process requirements. The initial segment of the furnace, the upstream heating zone, is responsible for raising the glassware's temperature to the annealing point. After the heating zone, multiple cooling zones gradually lower the temperature of the glass objects under precise control. To enhance convective cooling rates and ensure uniform air temperatures within the furnace, circulation fans are typically installed in the cooling zones. This study focuses on numerically investigating the influence of circulation airflow rates, namely 0.6(m^3)s, 0.8(m^3)s, and 1(m^3)s, on the cooling performance within an industrial-scale continuous container glass annealing furnace. Two separate solvers are employed in an iterative approach. One solver addresses transient heat conduction within the glass bottles, utilizing radiative and convective heat fluxes as boundary conditions. The other solver is focused on solving the steady convection pattern inside the furnace. Results showed that increasing the circulation fan flow rate enhances the convective heat transfer inside the zone and increases the cooling rate of moving glass bottles. Moreover, increasing the fan flow rate also resulted in a more uniform cooling behavior in glass indicating a reduction in the residual thermal stress levels.
Benzer Tezler
- Östemperlenmiş küresel dökme demir (ADI) krank millerinin östemperleme ısıl işleminin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Investigation of austempered ductile iron (ADI) crankshafts' austempering heat treatment using the finite element
HAKKI BERKE SOYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Kompakt değişken kapasiteli kompresör için soğutma kapasitesi artışının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of increasing cooling capacity for compact variable capacity compressor
SEMİH GÜREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Gemi kargo tanklarında doğal taşınımla olan ısı geçişinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of natural convection heat transfer in ship cargo tanks
KORAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Experimental and numerical investigation of momentum and heat transfer in open-cell metal foam subjected to oscillating flow
Salınımlı akış koşullarında açık hücreli metal köpükte akış ve ısı geçişinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
ÖZER BAĞCI
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. NİHAD DUKHAN
- Frezeyle tornalama operasyonunun geometrik, kuvvet ve ısıl modellenmesi
Geometric, force and thermal modeling of turn-milling operations
UMUT KARAGÜZEL
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
PROF. DR. ERHAN BUDAK