Krieger, Uwe
[VerfasserIn]
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Hülsenberg, Dagmar
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Thess, André
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Carl, Gunter
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft]
Einfluss elektromagnetisch generierter Kraftwirkungen auf die Strömung in Glasschmelzen
Beschreibung:
Die steigenden Anforderungen an technische Gläser und die angestrebte Realisierung neuer Anwendungen führen zur stetigen Weiterentwicklung ihrer chemischen Zusammensetzungen, woraus die Notwendigkeit zur Verbesserung der Steuerung und Kontrolle des Herstellungsprozesses entsteht. Dies erfordert eine Optimierung der Technologie der Glasherstellung.Zur Realisierung dieser Zielstellung erfolgten experimentelle Untersuchungen in Tiegelschmelzen, um die Wirkungen der elektromagnetischen Strömungsbeeinflussung zu erforschen. Die elektromagnetische Strömungsbeeinflussung basiert auf der gezielten Generierung von Lorentzkräften in der Glasschmelze, welche aus der Überlagerung einer elektrischen Stromdichteverteilung mit einem magnetischen Feld entstehen. Für eine Bewertung des Potentials der elektromagnetischen Strömungsbeeinflussung eignet sich die Abschätzung des Größenverhältnisses der Lorentzkraft zur innerer Reibungs- und Auftriebskraft. Die experimentellen Ergebnisse mit Glasschmelzen aus dem System BaOB2O3SiO2 und Modellfluiden zeigen auf, dass die elektromagnetisch generierten Kraftwirkungen zur Ausbildung unterschiedlicher Strömungsformen in Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften führen. Der Nachweis einer elektromagnetischen Strömungsbeeinflussung gelang mittels Charakterisierung der Brechzahl- und Dichtedifferenzen in Gläsern, der Visualisierung der Schmelzströmung und der Berechnung von mittleren Geschwindigkeiten mittels Kreuzkorrelation. Durch die Verwendung verschiedener Zusätze (Fe2O3, CoO) wurden weiterhin Unterschiede zwischen den entstehenden Temperaturverteilungen in Folge der Reduzierung des Wärmetransports durch Strahlung in den Glasschmelzen und in der chemischen Homogenisierung im Vergleich zu Experimenten mit undotierten Gläsern aufgezeigt. Die Forschungsarbeiten bilden eine Grundlage zur Weiterentwicklung von Glasschmelz-technologien und -anlagen zur Herstellung von Gläsern mit neuen Werkstoffeigenschaften.