Aktuelle ForschungEigenforschung abgeschl.Gemein.-Forschung abg.

HVG-DGG Forschung

 
Publication Nr GFOR13779
Author Hessenkemper, H.
 
Title
Untersuchungen zum Schalleinsatz beim Glasschmelzprozess - AiF-Forschungsvorhaben 13779 B
 
Keywords
 
Journal
Publication Year 2006
Volume
ISS
Page 133
 
Abstract
Von August 2003 bis Dezember 2005 wurde am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg das AiF-Forschungsvorhaben „Untersuchungen zum Schalleinsatz beim Glasschmelzprozess“ (AiF-FV Nr. 13779 BR) durchgeführt. Ausgehend von der Arbeitshypothese über den intensivierten Stoffaustausch bei Einwirkung von Schall auf die Glasschmelze wurde nachgewiesen, dass damit auch bei niederfrequentem Schall eine positive Wirkung auf Läuterung und z.T. Restquarzlösung erzielt werden kann. Bisher wurde meist im Bereich des Leistungsultraschalls gearbeitet und die Wirkung vorrangig mit Kavitation und Koaleszenz erklärt. In einer umfassenden Studie über die Wirkung des Schalls in heterogenen Glasschmelzen wurde gezeigt, dass der beschleunigte Stoffaustausch durch den Schallwechseldruck und die Blasenpulsation in allen Frequenzbreichen und dabei verstärkt bei niederen Frequenzen eine Rolle spielt. Im Hochfrequenzbereich kommt der Einfluss der Schallströmung hinzu; unter bestimmten Umständen kann es auch zur Blasenagglomeration kommen. Die Schalldämpfung ist frequenzabhängig und wird durch den viskosen Anteil, die Blasenpulsation und bei sehr hohen Frequenzen noch durch Brechung und Streuung beeinflusst. Sie ist bei tiefen Frequenzen eher gering, hier wird sie bei konstanter Viskosität durch sinkende Schallgeschwindigkeit mit steigendem Blasenvolumentanteil bestimmt. Bei Frequenzen des Leistungsultraschalls werden die Resonanzfrequenzen der in Glasschmelzen üblichen Blasen erreicht, so dass hier die Dämpfung sehr hoch und die Eindringtiefe sehr gering ist. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, bei tiefen Frequenzen zu arbeiten. Dabei wurde in vielen Versuchsreihen mit Tiegelschmelzen gezeigt, dass eine Beeinflussung der Läuterung möglich ist. Die Restquarzlösung kann unter realen technischen Bedingungen nicht beeinflusst werden, da anhaftende Blasen zu hoher Dämpfung sowie zu Flotation führen. Die beste Schallwirkung wird im Bereich der Maximaltemperatur bei der Läuterung erzielt. Eine technisch praktikable Umsetzung wurde mit dem Knallgasbubbling, das auch im Rahmen eines anderen Projektes untersucht wurde, gefunden. Die im Rahmen der Arbeit entwickelten Messmethoden zeigten, dass die optische Schallregistrierung für heiße Medien unter industriellen Bedingungen nicht durchführbar ist. Die Schallemissionsanalyse ist jedoch bei weiterer Entwicklung geeignet, beim Knallgasbubbling eingesetzt zu werden. Im Ultraschallbereich ergaben zahlreiche Versuche mit Modellflüssigkeit, dass auch hier die Entgasung hochviskoser Flüssigkeiten verbessert werden kann, wenn die geringe Reichweite, konstruktive und strömungstechnische Besonderheiten beachtet werden. Anwendungen erschließen sich hier in einem mehrstufigen Läuterprozess für Spezialgläser. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht. Die Forschungsarbeiten wurden durchgeführt mit der freundlichen Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Köln (AiF-Nr. 13779 BRN) und der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG), Offenbach/Main. Finanziert wurde das Projekt mit Mitteln des Bundesministers für Wirtschaft und Arbeit, Berlin. Wir danken allen genannten Institutionen. Laufzeit: 1.08.2003 - 31.12.2005 Forschungsstelle: Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg
 
Members 30 €
Non Members 30 €
Students 30 €
 
Downloads
 
 
Order Publication  
 
 
Back