Simulation Floaten von Flachglas

Die Simulation des Floatens von Flachglas kann hervorragend mit unserer CFD Software NOGRID points durchgeführt werden. Diese Simulationssoftware hilft durch Optimierung des Float-Prozesses, Produkte von hoher Qualität und ohne Defekte herzustellen.

Produktion von Floatglas

Floatglas wird durch das Floaten eines kontinuierlichen Glasbandes von geschmolzenem Glas (Glasschmelze) auf ein Bad von geschmolzenem Zinn hergestellt. Das geschmolzene (leichtere) Glas breitet sich auf der Zinnoberfläche gleichmäßig aus und es entsteht ein gleichmäßiges Glasband von hoher Qualität. Anschließend wird das Glas verspannungsfrei heruntergekühlt. Das Glas hat weder Wellen noch irgendeine Deformation und ist heute die Standardmethode für die (Flach)glasproduktion. Über 90% der weltweit produzierten Menge an Flachglas ist Floatglas. Der Floatglas-Prozess wurde von Sir Alastair Pilkington entwickelt und 1959 von Pilkington patentiert. Der Entwicklungsprozess ist in Sir Alastair Pilkingtons "Review Lecture to the Royal Society of London in 1969" (Pilkington, L. A. B. Proc. Roy. Soc. London 1969, A314, 1 - 25)  genau beschrieben.

Float-Prozess schematisch dargestellt

Abb 1: Schematische Darstellung des Float-Prozesses

Wenn geschmolzenes Glas auf ein Bad von geschmolzenem Zinn gegossen wird, breitet sich das Glas in der gleichen Art und Weise aus, wie sich Öl auf einem Wasserbad ausbreiten würde. Schwerkraft und Oberflächenspannung sorgen dafür, dass die oberen und unteren Flächen des Glases nahezu flach und parallel sind. Das geschmolzene Glas breitet sich nicht unendlich über die Oberfläche des geschmolzenen Zinns aus. Trotz des Einflusses der Schwerkraft wird es durch die Effekte der Oberflächenspannung zwischen Glas, Zinn und Atmosphäre zurückgehalten. Das daraus resultierende Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft und der Oberflächenspannung definiert die Gleichgewichts-Dicke des geschmolzenen Glases (T).

Simulation der freien Oberflächenströmung in der Spout-Lip-Area

Das Glas kommt aus dem Ofen und fließt über einen Damm ("Spout-Lip"), von wo aus der kontinuierliche Strom geschmolzenen Glases auf das Bad aus geschmolzenem Zinn fließt. Der Glasstrom wird durch Abzugsförderer am Ende des Floatbereiches, die das Glas in den Glühbereich transportieren, entlang der Oberseite des geschmolzenen Zinns gezogen. Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse der komplexen freien Oberflächenströmung des Glases, das auf ein Zinnbad gegossen wird, berechnet mit NOGRID points. Die Strömung des Zinns selbst wird hier vernachlässigt, aber wir haben die Auftriebskraft zwischen Glas und Zinn berücksichtigt. Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass das Glas dazu in der Lage ist, unter die Zinnoberfläche einzutauchen. Speziell in der Nähe der "Spout-Lip" taucht das Glas tiefer in das Zinnbad ein.

Abb 2: CAD-Modell erzeugt mit NOGRIDs COMPASS

Abb. 3: Aufsetzen der Spout-Lip-Simulation in der GUI

Abb 4: Temperaturverteilung im stationären Zustand

Abb 5: Geschwindigkeitsfeld und Geschwindigkeitsvektoren in 3D

Am Anfang des Float-Bereiches breitet sich das geschmolzene Glas mit einer flachen oberen und unteren Fläche und nach außen aus. Die Glasdicke nimmt ab und bewegt sich in Richtung Gleichgewichtsdicke (T). Die Dicke kann dann weiterhin durch den Dehnungseffekt der Förderwalzen kontrolliert werden, da das Glas abkühlt, bis es eine bestimmte Temperatur erreicht hat, wenn es den Floatbereich verlässt und den Kühlofen erreicht. Während die Gleichgewichtsdicke etwa 7 mm beträgt, wurde das Verfahren entwickelt, um eine Kontrolle der Dicke zwischen 0,4 mm und 25 mm zu ermöglichen. Für dünne Teile kann die Geschwindigkeit der Förderbänder erhöht werden, um dünneres Glas herzustellen. Dadurch verringert sich auch die Breite der Glasplatte. Um inakzeptable Breiten der Glasplatten zu verhindern, werden Kantenrollen benutzt. Sie greifen den äußeren Rand des Glases und reduzieren nicht nur die Verringerung der Breite, sondern tragen dazu bei, die Dicke weiter zu verringern.
Für dicke Glasplatten wird das Ausbreiten des geschmolzenen Glases durch längslaufende Führungsteile beschränkt. Die Glastemperatur ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung, bis das Band die Führungsteile verlassen kann, ohne dass sich die Abmessungen ändern.

Optimierung des Floatglasprozesses durch Simulation

Numerische Simulation kann helfen, die Herausforderungen der Floatglasproduktion zu bewältigen, z. B. die Kontrolle der Dicke der produzierten Glasscheiben. NOGRID points bietet hervorragende Simulationslösungen für Floatglasunternehmen und hilft bei der Optimierung ihrer Floating-Prozesse.

NOGRID points Vorteile sind:

  • Berechnung ist in voll 3D und die kompletten Navier-Stokes-Gleichungen werden gelöst
  • Einfache und intuitive Bedienung sowohl beim Aufsetzen als auch bei der Auswertung der Ergebnisse
  • Frei definierbare Materialeigenschaften durch User Gleichungen oder Kurven
  • Mehrphasenströmungen (Walzen+Fluid) möglich
  • Beliebige Anordnung und Anzahl der Walzen
  • Beliebig viele Einlässe, die sich beliebig ein- und ausschalten lassen
  • Bewegte Bauteile im Fluid, Fluid Structure Interaction

Stärken der Nogrid Software

Unsere Stärke ist das schnelle Preprocessing, da unsere Software auf einer gitterfreien Methode basiert - es muss kein Netz für das Fluidvolumen in 3D oder für die Fluidfläche in 2D generiert werden. Dies führt zu einer besonders kurzen Modellierungszeit (auch für komplizierte Modelle), so dass Sie im Vergleich zu gitterbasierten CFD-Softwareprodukten viel Zeit sparen können. Die gitterfreie Methode ist stark bei der Berechnung von bewegten Teilen oder bei der Berechnung von komplexen freien Oberflächen.
Wie Sie im Bild unten sehen können, benötigt man für die Ränder der Geometrie nach wie vor ein Netz, damit die inneren finiten Punkte den Rand detektieren können. Die Ränder müssen also vernetzt werden und die finiten Volumenpunkte im Inneren werden während der Simulation automatisch generiert.
Easy Modelling with NOGRID CFD Software

Einfache und schnelle Modellierung: Geometrie erzeugen und Ränder vernetzen, Fall aufsetzen und Simulation starten

Was kann die NOGRID Strömungssimulationssoftware für Sie tun?

 

Verlässliche industrielle Prozesse sprechen für sich und sind verantwortlich für den Erfolg eines Unternehmens. Für viele Prozesse spielt das Strömungsverhalten des Fluids eine wichtige Rolle für den Erfolg. Da industrielle Designs oft sehr komplex sind, gibt es verschiedene Faktoren, die in Fluidströmungs-Anwendungen wichtig sein können. Durch eine CFD-Simulation mit einer professionellen Software können Sie Ihre Prozesse simulieren und relevante Parameter berücksichtigen: Die Anwendung von NOGRIDs numerischer Strömungssimulationssoftware ermöglicht es Ihnen, die Fluidströmung, den Wärme- und Massenübergang sowie eventuell stattfindende chemische Reaktionen zu berechnen und vorherzusagen, zu analysieren und zu bewerten und gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihre Prozesse zu optimieren. Die Simulation bildet also eine Basis für bessere Design-Entscheidungen.
Die Strömungssimulationssoftware von NOGRID ist ein gitterfreies Tool mit erstaunlicher Flexibilität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit. Die Software liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse für ein weites Feld von Fluidströmungs-Anwendungen.

 

Warum sollten Sie sich für NOGRID Strömungssimulationssoftware entscheiden?

 

Zusätzlich zum Experiment bzw. zu Produktionsversuchen hilft die NOGRID Strömungssimulationssoftware die Bewertung für Ihre Designs zu verbessern und die Entwicklungsgeschwindigkeit Ihres industriellen Prozesses zu steigern.

Zu lernen, wie sich die Fluidströmung verhalten wird und wie sicher industrielle Prozesse oder Prozessschritte funktionieren, lässt Ihr Wissen von Simulation zu Simulation wachsen. Sie bekommen ein besseres Verständnis für Ihre Prozesse, was wiederum zu enormen Einsparungen von Herstellungskosten und - zeit und gleichzeitig zu einem Endprodukt von hoher Qualität führt. Durch Simulation erhalten Sie bessere Konstruktions- und Betriebsparameter, eine deutlich bessere Dokumentation Ihres Entwicklungsprozesses,  steigende Planungssicherheit und Sie sparen Zeit und Geld dadurch, dass Sie Ihr Produkt schneller auf den Markt bringen können.

 

Training

 

In unserem zwei-Tage Trainingskurs werden Sie lernen, wie man die NOGRID CFD/CAE Software effizient einsetzt. Unser technischer Support hat Erfahrungen in vielen Disziplinen und kann Ihnen zeigen, wie man schwierige Fälle bewertet, behandelt und löst.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Trainingskurse →

 

Technischer Support

 

Wir bieten den kompletten technischen Software Support an. Von der ersten Minute an, ab der Sie die Software nutzen, können Sie uns über Telefon oder E-Mail erreichen. Schreiben Sie uns, wir sind Ihnen gerne behilflich.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Software Support

 

Service

 

Oft sind Zeit und Ressourcen knapp bemessen, so dass die Vergabe von Simulationsaufgaben eine attraktive Möglichkeit sein kann, um schnell und kostengünstig anstehende Aufgaben zu bearbeiten. Basierend auf unserem Know-how können wir eine Fülle von Serviceleistungen auf dem Gebiet der Simulation von Strömungen anbieten.
Wir modellieren und entwickeln für Sie. Sie brauchen hierfür keine NOGRID-Software Lizenz zu kaufen. Wir bieten Ihnen einen individuellen Berechnungsservice für Ihre Verfahren und Prozesse an, der genau auf Ihre Wünsche zugeschnitten ist.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Simulation Services →

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55130 Mainz, Germany
info@nogrid.com

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