Endüstriyel camların üretiminde ısıtma ve soğutma işlemlerinin etüdü

Abstract

Levha camların daha mukavemetli ve güvenli hale getirilmesi için uygulanan temperleme ve tavlama işlemi ele alınmış, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak bu işlemler sırasında ve sonrasında cam keskindeki sıcaklık dağılımları ve oluşan ısıl gerilmeler belirlenmiştir. Cam malzemeler hakkında kısaca bilgi verildikten sonra soğutma aşamasında kullanılan hava jetleri ve taşınımla ısı transferi olayı açıklanmıştır. Sayısal çözüm yöntemleri kısaca açıklanarak, sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Hesaplamalarda çeşitli başlangıç ve sınır şartlarında değişik kalınlıklardaki camlarda sonlu elemanlar yöntemi uygulanarak bilgisayar programı yapılmış, elde edilen sonuçlar yapısal teori ve viskoelastik teori ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çeşitli kalınlıktaki kesitler için elde edilen sıcaklık ve sıcaklığa bağlı olarak oluşan gerilmeler grafikler halinde gösterilmiştir. Problem çözümünde etkili olan kesit 11 kalınlığı, ısı iletim ve ısı taşınım katsayıları, soğutma süresi gibi parametrelerin birbirleri ile olan ilişkileri grafikler halinde gösterilmiştir. Sonuçta, çalışmada elde edilen değerler yorumlanarak sonraki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

In this study, tempering and annealing processes which are applied in order to strengthen plate glasses have been mentioned and heat distributions and thermal stresses in glass section, during these processes and following stages, have been determined by applying finite element method. Following a brief information on glass materials, air jets which are used during cooling phase and convection heat transfer phenomenon have been explained. Numerical solution methods have been briefly mentioned and have been compared with finite element method. A computer program has been developed by applying finite element method on glasses with different thickness and which have various boundary conditions. The results have been compared with those of structural theory and viscoelastic theory. Temperatures obtained from sections with various thickness, and stresses depending on temperature have been illustrated in graphs. The relation of parameters IV like section thickness which is an effective parameter in solution of problem, heat conduction and heat convection coefficients, cooling duration have been shown in graphs as well. As a result, the values obtained in this study have been interpreted and some proposals have been presented for further studies.