Numerical investigation of the cooling zone of a container glass annealing furnace

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.