KONUM KARE VE ÜÇGEN DİZİLİŞLİ NOZUL SİSTEMLERİ KULLANILARAK GERÇEKLEŞTİRİLEN CAM TEMPERLEME İŞLEMİNDE PARÇACIK SAYININ NUSSELT SAYISINA BAĞLI OLARAK DEĞİŞİMİ

Yıl 2013, Cilt: 5 Sayı: 3, 98 - 115, 01.09.2013

Mustafa Gölcü Mehmet Fevzi Köseoğlu

Öz

Camın temper kalitesini etkileyen en önemli parametreler ısıtma ve ani soğutma süreleridir. Isıtma süresini; camın kimyasal bileşimi, kütlesi, ulaşacağı yüzey ortalama sıcaklığı, fırının gücü gibi parametreler etkilerken, ani soğutma süresini ise camın ani soğutma ünitesinin önüne geldiği andaki yüzey sıcaklığı, soğutma sonu yüzey sıcaklığı, soğutma ünitesinin konfigürasyonu (nozul-plaka arası mesafenin nozul çapına oranı H/D, nozul-nozul arası mesafenin nozul çapına oranı S/D, nozul dizilişi) ve Reynolds sayısı etkilemektedir. Bu çalışmada; 4 mm kalınlığındaki düz camın temperleme sürecinde kare ve üçgen dizilişli nozul sistemleri kullanılarak (S/D=2) ani soğutulması ve bu süreçte ortalama Nusselt sayısının parçacık sayısına etkisi incelenmiştir. Çalışma Re=15000, 17500, 20000, 22500 ve 25000 değerlerinde, H/D=2, 4, 6, 8 ve 10 oranlarında gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonunda, parçacık sayısının ortalama Nusselt sayısı ile doğru orantılı olarak değiştiği saptanmıştır. S/D=2 oranı için en uygun soğutma şartları; üçgen diziliş, Re=15000 değerinde ve 2≤H/D≤4 oranında elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Cam temperleme, çarpan hava jetleri, Reynolds sayısı, cam parçacık sayısı

EXCHANGE OF PARTICLE NUMBER DEPEND ON NUSSELT NUMBER IN GLASS TEMPERING PROCESS USING SQUARE AND TRIANGLE NOZZLE ARRAY SYSTEMS

Öz

The most important parameters to affecting tempering quality of glass are heating and suddenly cooling times. Heating time is affected by as parameters chemical composition, mass of the glass, average surface temperature, oven power. Suddenly cooling time affected by surface temperature in front of the cooling unit, surface temperature of the end of the cooling, the cooling unit configuration (nozzle-to-plate distance the nozzle diameter ratio H/D, the distance the nozzle-to-nozzle diameter ratio S/D, nozzle arrangement) and Reynolds number. In this study, for flat glass of 4 mm thick, it is studied suddenly cooling using the square and triangle staggering nozzle systems (S/D=2) in the glass tempering process, exchange of particle numbers depend on average Nusselt number at the end of tempering process. This study is done on the Re= Re=15000, 17500, 20000, 22500 and 25000 values and H/D=2, 4, 6, 8 and 10 rations. End of this study, average Nusselt number are exchange to particles numbers as direct proportion. Optimum cooling configurations of S/D=2 rations are obtained at the triangular array, Re=15000 value and 2≤H/D≤4 rations.

Anahtar Kelimeler

Glass tempering, impingement air jets, Reynolds number, glass particle number

Kaynakça

• Attalla, M.A.M., (2005). Experimental investigation of heat transfer characteristics from arrays of free impinging circular jets and hole channels, Ph.D. Thesis, FakultatFürVerfahnes,
• Otto-Von-Guericke-Universitat Magdeburg, Magdeburg. Behbahani, A.J., (1979). Heat transfer to staggered arrays of impinging circular jets, Ph.D.
• Thesis, Department of Mech. Eng., University of Minnesota, Minnesota. Can, M., Etemoğlu, A.B., ve Avcı, A., (2002). Experimental study of convective heat transfer under arrays of impinging air jets from slots and circular holes, Heat and Mass Transfer, 38: 259, 2002.
• Gao, L., (1991). Effect of jet hole arrays arrangement on impingement heat transfer, M. Sc.
• Thesis, Faculty of Agricultural and Mechanical of Louisiana University, Lousiana. Goldstein, R.J., and Seol, W.S., (1991). Heat transfer to a row of impinging circular air jets ıncluding the effect of entrainment, Int. J. Heat and Mass Transfer, 34:2133-2147.
• Gölcü, M., Yazıcı, H., Akcay, M., Koseoglu, M.F., and Sekmen Y., (2012). “Oto Camların
• Temperlenmesinde Çarpan Hava Jetleri İle Soğutmanın Deneysel İncelenmesi”, Journal of theFaculty of EngineeringandArcchitecture of Gazi University, 27(4): 775-783. Holman, J. P., (1994). Experimental Methods for Engineers, 6. Edition, McGraw-Hill, USA, 83
• Hrycak, P., (1981). Heat Transfer from Impinging Jets, A literature Review, AWAL-TR:81
• Huber, A.M., and Viskanta, R., (1994.a). Comparison of convective heat transfer to perimeter and centre jets in a confined, impinging array of axisymmetric air jets, Int. J. Heat and Mass Transfer, 37:3025-3030
• Huber, A.M.,and Viskanta, R., (1994.b). Convective heat transfer to confined impinging arrays of air jets with spent air exits, J. Heat Transfer, 116:570-576.
• Ichimaya, K., and Okuyama, K., (1991). Characteristic of impingement heat transfer caused by circular jets with confined wall, 23rd. Cold Region Heat Transfer Conf., 523-532, Fairbanks.
• Incropera, F.P., andDewitt D.P., (2007). Isı ve Kütle Geçişinin Temelleri, 5. Basım, Literatür Yayıncılık, İstanbul.
• Karmanyos, K.R., (1997). Controlled differential forced convection heating for glass tempering processes”, Journal of Non-Crystalline Solids, 218 (6): 235-241.
• Köseoğlu, F., (2007). Çarpan akışkan jetleri kullanılarak elektronik elemanların soğutulmasının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen
• Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Lee, H., Cho, S., Yoon, K., and Lee, J., (2012). Glass thickness and fragmentation behavior in stressed glasses”, New Journal of Glass and Ceramics, 2 (2): 116-121.
• Mognato, E., Barbieri, A., Schiavonato M., and Pace, M., (2011). Thermally toughened safety glass: correlation between flexural strength, fragmentation and surface compressive stress”,
• Glass Performance Days, 10 (1): 115-118
• Monnoyer, F., and Lochegnies, D., (2008). Heat transfer and flow characteristics of the cooling system of an industrial glass tempering unit”, Applied Thermal Engineering, 28 (17- ): 2167-2177.
• Nielsen, J. H., Olesen, P. N., and Stang, H., (2009). The fracture process of tempered soda- lime-silica glass”, Experimental Mechanics, 49 (1): 855-870.
• Türk Standartları Enstitüsü, (1997). Motorlu nakil araçlarında ve römorklarında kullanılan emniyet camları ve cam malzemeleri”, Türk Standartları Enstitüsü, TS 917, Ankara.
• Viskanta, R., (1993). Heat transfer to impinging isothermal gas and flame jets, Experimental
• Thermal and Fluid Science, 6:111-134. Yazıcı, H., (2013). “Oto Cam Temperleme İşleminde Farklı Reynolds Sayılarına Göre
• Optimum Soğutma Ünitesi Konfigürasyonunun Belirlenmesi”, Doktora Tezi, Karabük Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü, Karabük, Türkiye. Yazıcı, H., Akcay, M., Golcu, M., Koseoglu, M.F., and Sekmen Y., (2012). Experimental
• Investigation of the Transient Cooling Characteristics of an Industrial Glass Tempering Unit, World Academy of Science, Engineering and Technology, 6(1):207-211.