Yazar
Altun, Gönenç Can, Başol, Altuğ Melik
Basım Tarihi
2022-03-05
Basım Yeri
-
Elsevier
Konu
Sürekli tavlama fırını, Optimizasyon, Radyatif ısı transferi, Ters Monte Carlo Işın İzleme
Tür
Süreli Yayın
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Demirbaş Numarası
1359-4311
Kayıt Numarası
84ab8d05-45ed-4c9c-8460-724dc00028fe
Lokasyon
Makine Mühendisliği
Tarih
2022-03-05
Notlar
TÜBİTAK
Örnek Metin
Işınımlı ısı transferi, cam tavlama fırınlarında baskın ısı transfer şeklidir. Özellikle elektrikle ısıtılan fırınlarda, fırın atmosferinin katılımcı olmayan yapısından dolayı ışınımsal ısı transferi ağırlıklı olarak yüzeyler arasında meydana gelir. Bu bağlamda, cam kap imalatında, kap camlarının fırın içindeki yerleşimi, fırının ışınımsal ısıtma etkinliğini önemli ölçüde etkileyebilir. Bu sayısal çalışmada, şişe sıraları arasındaki mesafenin fırının radyant ısıtma etkinliğine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Endüstriyel ölçekte sürekli tavlama fırını modeli kullanılmış ve fırındaki birleşik iletim-ışıma ısı transferi modları, kurum içi geliştirilen geçici çözümleyici ile çözülmüştür. Fırın içindeki konvektif ısı transferi, ısı transferine katkısının nispeten düşük olması nedeniyle dikkate alınmamıştır. Sayısal modelin hesaplama maliyeti, tam 29 şişe sırası yerine 7 şişe sırasından oluşan bir hesaplama alanının kullanılmasıyla azaltılmıştır. Radyant ısıtma bölgesi içindeki yüzeyden yüzeye radyatif ısı transferini çözmek için Ters Monte Carlo Işın İzleme yöntemi kullanıldı ve hesaplama maliyetini azaltmak için GPU'ya entegre edildi. 2. dereceden doğru radyasyon sınır koşulu uygulamasının kullanılmasıyla hesaplamada daha fazla hızlanma sağlandı. Aynı düzeyde doğruluk için birinci dereceden doğru uygulamaya kıyasla 2,5 kat zaman adımı artışına olanak tanır. Son olarak şişe sıraları arasındaki mesafenin şişelerin ışınımsal ısınmasına etkisi üzerine parametrik bir çalışma yapılmıştır. Bu bağlamda, şişe sıraları arasındaki mesafe ve konveyör hızı, fırının verimi, yani birim zamanda işlenen şişe sayısı sabit tutulacak şekilde değiştirilmiştir. Çalışma, şişe sıraları arasında optimum bir aralık değerinin olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada ele alınan özel şişe geometrisi için optimum sıra aralığı değerinin şişe çapının %35'i olduğu bulunmuştur. Fırının bu optimum değerde çalıştırılmasıyla, ısıtma bölgesinin uzunluğu, fırının şişeler neredeyse birbirine temas edecek şekilde çalıştırıldığı duruma kıyasla %8,5 oranında azaltılabildi.
DOI
10.1016/j.applthermaleng.2021.117943
Cilt
204
