Numerical analysis of an industrial scale continuous container glass annealing furnace
Endüstriyel ölçekli sürekli konteyner cam tavlama fırınının sayısal analizi
- Tez No: 983383
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ MELİK BAŞOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Cam fırını, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Isı iletimi, Isı ışınımı, Konveksiyon, Tav fırını, Tavlama fırınları, Tavlama optimizasyonu, Glass furnace, Computational fluid dynamics (HAD), Heat conduction, Heat radiation, Annealing furnace, Annealing furnices, Annealing optimization
- Yıl: 2025
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Tavlama, konteyner camı üretiminde kritik bir ısıl işlem sürecidir ve şekillendirme sırasında hızlı soğumadan kaynaklanan artık gerilimleri gidermek için kullanılır. Bu süreç, camın tavlama sıcaklığına kadar kademeli olarak ısıtıldığı ve ardından gerilim kaynaklı kusurların oluşmasını önlemek amacıyla dikkatlice kontrol edilen bir hızda soğutulduğu sürekli tavlama fırınlarında gerçekleşir. Fırındaki ısı transferinin zamana bağlı doğası göz önüne alındığında, ısıtma ve soğutma oranlarının hassas bir şekilde ayarlanması gereklidir. Sayısal Analizler (simülasyonlar), camın geometrisi ve termal özelliklerine dayalı olarak bu parametrelerin belirlenmesinde güçlü bir araç sunar.Bu çalışma, bir sürekli tavlama fırını içerisinde, gerçek bir konteyner camı geometrisine uygulanan tavlama sürecinin sayısal bir incelemesini sunmaktadır. Fırın çalışma koşulları, gerçek ölçümlerden elde edilerek modele sınır koşulu olarak uygulanmıştır. Simülasyon, iki bağlı çözücü (solver) kullanmaktadır: bunlardan biri fırın bölgesindeki ısı transferini çözerken, diğeri konveyör bandı üzerindeki hareketli cam nesnelerin termal davranışını izlemektedir. Işınımla Isı Transferi, 10.000 cam nesne arasındaki detaylı ışınım etkilerini yakalayabilen Monte Carlo ışın izleme tabanlı yüzeyden yüzeye bir yaklaşımla modellenmiştir. Cama olan konvektif ısı transferi ise gözeneklilik (porozite) tabanlı bir yöntemle modellenmiştir. Simülasyon sonuçları, gerçek fırın bölge sıcaklıkları ve cam çıkış sıcaklıkları ile doğrulanmıştır. Son olarak, iki farklı konveyör hızı altındaki sıcaklık dağılımı üzerindeki etkiler analiz edilmiş ve bu etkilerin süreç kalitesi üzerindeki yansımaları tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Annealing is a critical heat treatment process in container glass manufacturing, used to relieve residual stresses caused by rapid cooling during forming. This process takes place in continuous annealing furnaces, where glass is gradually heated to the annealing temperature and then cooled at a carefully controlled rate to avoid stress-induced defects. Given the transient nature of heat transfer in the furnace, precise adjustment of heating and cooling rates are essential. Numerical simulations offer a powerful tool to determine these parameters based on the geometry and thermal properties of the glass. This study presents a numerical investigation of the annealing process applied to a real container glass geometry inside a continuous annealing furnace. Furnace operating conditions were derived from actual measurements and applied as boundary conditions in the model.The simulation employs two coupled solvers: one resolves heat transfer in the furnace domain, while the other tracks the thermal behavior of moving glass objects on the conveyor belt. Radiative heat transfer is modeled using a Monte Carlo ray tracing-based surface-to-surface approach, capturing detailed radiation effects among 10,000 glass objects. Convective heat transfer to glass is modeled using a porosity-based method. Simulation results were validated against real furnace zone temperatures and glass exit temperatures. Finally, the effect of two different conveyor speeds on the temperature distribution of glass was analyzed, and the implications on process quality were discussed
Benzer Tezler
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Deri sanayii sıvı artıklarının aktif çamur metodu ile tasfiyesinin kinetiği üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ KALENDER
- Yapım yönetiminde bilgisayar destekli proje planlama ve programlama alt sistemi
Başlık çevirisi yok
F. ASLI YILMAZ
- Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinin aerodinamik kapsamı ve güç belirlenmesi analizlerinde potansiyel akım yöntemleri
Aerodynamic aspects of wind energy conversion systems and potential flow methods in performance prediction analysis
ALİ ALPER AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ADİL YÜKSELEN
- Biokütle, güneş, hidrojen, hidrogüç, rüzgâr ve jeotermalin genelleştirilmiş momentler metodu (GMM) simülasyonu ile makro ekonomik etkinliklerinin değerlendirilmesi
The evaluation of macro economic efficiencies of biomass, solar, hydrogen, hydropower, wind and geothermal through generalized momentum method (GMM) simulations
HAYRİYE HİLAL BAĞLITAŞ