Schlieren in Glasströmungen

Fraunhofer ITWM

In der Glasproduktion treten häufig Schlieren in der Schmelze auf. Das sind unerwünschte Verunreinigungen des Glases, die an den Wänden der Schmelzwanne oder in Rinnen und Rohren entstehen, in denen das Glas fließt. Die Schlieren zeichnen sich durch unterschiedliche physikalische Eigenschaften gegenüber der Glasschmelze aus. Dabei sind besonders Dichte- und Viskositätsunterschiede zwischen Schliere und Glas zu verzeichnen. Vom technischen Standpunkt her ist es nur schwer möglich, Schlierenbildung komplett zu verhindern. Dagegen erscheint es wesentlich einfacher, die bereits existierenden Schlieren im flüssigen Glas durch Rührgeräte zu homogenisieren. Da flüssiges Glas allerdings ein äußerst zähes Medium ist, kommt der Optimierung der Rühraggregate eine besondere Bedeutung zu, weil eine Vermischung des Glases ohne Turbulenz nur schwer realisierbar ist. Grundidee dieses für die Firma Schott Glas in Mainz bearbeiteten Projekts ist es, die Effektivität des Rührers durch Simulationen zu verifizieren und gegebenenfalls Veränderungen der Rührergeometrie zu erproben. Man betrachtet dazu ein strömendes Zweiphasenmedium (Glas und Schliere) und bildet die Dynamik der Schliere innerhalb des Rühraggregats numerisch ab. Die FPM eignet sich hier prinzipiell sehr gut, da sie durch ihre Lagrange-Formulierung sich bewegende Phasen und Geometrien inhärent beherrscht.

Weitere Informationen

  • Projektart: Industrieprojekt
  • Projektpartner: Schott Glas, Mainz