Numerical analysis of an industrial scale continuous container glass annealing furnace

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.