Glaswaren

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CFD-Simulation von Glashütten

CFD-Simulation, ein Optimierungs- und Qualitätsansatz

Die Optimierung der thermo-lufttechnischen Ströme in einer Glashütte muss als ein entscheidendes Element für die Gesamteffizienz einer Fabrik betrachtet werden. Die CFD-Simulation ist ein ganzheitlicher Ansatz, um eine optimale Gestaltung von Glashütten zu erreichen.

Die Produktion von morgen muss hohen Ansprüchen genügen. Energieeffizienz , garantierte Produktion, Reduzierung von Kosten und Fehlern sind die Hauptlinien, die das Design leiten sollten.

Bei der Produktion wird besonders auf höchste Qualitätsstandards geachtet. Dies nicht nur in neu konzipierten Fabriken, sondern auch in bestehenden Fabriken , die einem ständigen Optimierungsprozess unterzogen werden.

CFD-Simulationen sind ein neuer Ansatz für das Gesamtdesign, der die Optimierung von Glashütten und das Erreichen von Zielen ermöglicht.

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Was ist CFD angewandt auf Glashütten?

CFD steht für Computational Fluid Dynamics. Es ist eine mathematische Berechnung und Visualisierung der Strömungsdynamik. Mit Hilfe dieser Technologie ist es möglich, Luftströmungen aller Art zu analysieren und ihr Verhalten und ihren Einfluss zu erkennen. Ähnlich wie ein virtueller Windkanal, wie er in der Automobilindustrie eingesetzt wird, kann die CFD-Simulation zur Analyse und Optimierung einer gesamten Glashütte verwendet werden.

Wie wird CFD für Glashütten verwendet?

CFD wird auf verschiedene Arten der Glasherstellung angewendet:

Die Herstellung von Glas und Glas- oder Kristallgegenständen umfasst mehrere unterschiedliche Tätigkeiten:

  • Industrielle Fertigung mit Massenproduktionen von Flachglas (Bauverglasung, Windschutzscheiben für Fahrzeuge usw.), Hohlglas (Flaschen, Tisch- und Küchenglas, Laborgeräte usw.), Glasfasern, insbesondere für Isolierzwecke
  • Die Herstellung von technischen Gläsern (Linsen, Röhren, …),

    Die Herstellung von Kunstgegenständen (Vasen, Skulpturen, Flakons, Schalen …), bei denen Glas- oder Kristallpaste von Hand verarbeitet wird.

Bei all diesen Aktivitäten verwenden Glas- und Kristallwerke Öfen, um geschmolzenes Glas zu erhalten, das hoher Hitze und Infrarotstrahlen ausgesetzt ist und viele Chemikalien verwendet. Die Feinmodellierung dieser verschiedenen Phänomene mittels CFD ermöglicht eine umfassende Untersuchung der Auswirkungen dieser Phänomene auf den Prozess und die Bediener.

CFD-Simulation zur Optimierung der Produktion

Die Planung von Gebäuden wie Glashütten oder Stahlwerken basiert oft nur auf Erfahrungen, Schätzungen und dem Platzbedarf, der sich direkt aus den Bauteilen und Maschinen der Fabrik ergibt. Der Gestaltung und dem Verständnis des Produktionsgebäudes wird wenig Aufmerksamkeit gewidmet. Im Gegenteil, das Gebäude wird lediglich als Hülle betrachtet, die nur für die Komponenten der Fabrik benötigt wird. Leider werden die Auswirkungen des Gebäudedesigns auf den gesamten Produktionsprozess meist zu spät beobachtet.

Diese Fehldimensionierungen können dazu führen, dass Systeme, Kompressoren oder die Abluft von statischen Belüftern nicht ausreichend mit Luft versorgt werden, was wiederum zu einer unerwünschten Luftzirkulation im gesamten Gebäude oder in prozessschädlichen Bereichen führt.

Die äußeren klimatischen Bedingungen (Wind, Hitzewellen…) und ihre Auswirkungen auf den Produktionsprozess werden ebenfalls mithilfe von CFD simuliert, so dass für die Bediener an heißen Sommertagen und kalten Wintertagen ein höheres Maß an Komfort gewährleistet werden kann.

CFD-Modellierung physikalischer Phänomene

Systeme präzise gestalten

Die in der Zusammensetzung des Glases verwendeten Substanzen sind sehr zahlreich und die Dämpfe und Stäube der in Suspension befindlichen Rohstoffe setzen die Glas- und Kristallarbeiter den Gefahren von Atemwegserkrankungen aus. Die CFD-Modellierung ermöglicht die Reproduktion der Luftbewegung unter Berücksichtigung von Wärme- und Stoffübertragungen, unter Berücksichtigung der Übertragung von gasförmigen Verunreinigungen und deren Dispersionen sowie der Übertragung von mechanischen Partikeln in Suspension . Es ist möglich, die natürliche Belüftung und die Dimensionierung der statischen Bel üfter genau zu planen, wobei die Überhitzungsrisiken, die Luftzufuhr zu den Kompressoren und die Schadstoffabfuhr berücksichtigt werden, indem sichergestellt wird, dass der Prozess nicht gestört wird.

Auswirkungen auf die Qualität des Produkts

Untersuchung der Frischluftbewegung an der Prozesslinie

Eine höhere Qualität des Glases und ein geringerer Ausschuss des Endprodukts sind die Ziele jedes Glashüttenbetreibers. Glas ist nach dem Formungsprozess empfindlich gegenüber Temperaturschocks. Die damit verbundenen Belastungen und Qualitätsmängel sind das Ergebnis des direkten Kontakts von heißem Glas mit unerwünschten und unkontrollierten kalten Luftströmen .

Der Einfluss der Luftbewegungen auf das Endprodukt kann mithilfe von CFD-Simulationen analysiert werden. Oft sind es die im Design unsichtbaren Dinge, die einen großen Einfluss auf die Qualität des Endprodukts haben.

Durch die Identifizierung schädlicher Luftströmungen kann CFD die gesamte Produktionskette, die Luftqualität und den Komfort der Arbeiter optimieren.

Leicht zugängliche Tools für die Zusammenarbeit

Verfolgung von Schadstoffen aus der Schmierung am Ausgang der IS-Maschine, Optimierung der Luftqualität und des Bedienerkomforts.

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