COMPARISON BETWEEN FOUR RADIATIVE MODELS IN GLASS COOLING

Ezzeddin Gheblawi



Department of Mechanical and Industrial Engineering,
Al-Fateh University, Tripoli-Libya

الملخص



في هذه الورقة البحثية تم إستخدام برنامج حاسوب جاهز (FLUENT) مٌعد لغرض نمذجة ديناميكا الموائع لدراسة عمليات إنتقال الحرارة من الزجاج الساخن إلى الهواء المحيط به أثناء عمليات التصنيع عندما يكون إنتقال الحرارة بالإشعاع هو الطريقة الرئيسية لإنتقال الحرارة. يسمح البرنامج المستخدم بإستخدام عدة نماذج رياضية مختلفة للنمذجة ومحاكاة إنتقال الحرارة من الزجاج.
في هذه الدراسة تم إستخدام أربعة نماذج لإنتقال الحرارة بالإشعاع بهدف مقارنة نتائجها مع بعضها ومع نتائج تجارب معملية أجريت لهذا الغرض. النماذج التي تم إستخدامها عند نفس الشروط والظروف الحدودية هي: نموذج روزلاند (RO) ونموذج الاحداثيات المتقطعة (DO) ونموذج الإحداثيات الإنتقالية (DTRM) ونموذج (P-1). من خلال النتائج التي تم الحصول عليها وجد أن نموذج الإحداثيات المتقطعة (DO) يعطي نتائج أكثر دقة لدرجات الحرارة داخل سمك الزجاج وعلى سطحه بالمقارنة بالنماذج الاخرى كما أن نتائجه قريبة جداً من النتائج العملية عند نفس الظروف.


ABSTRACT



In this paper a Computational Fluid Dynamic modelling software package, ‘FLUENT’ [1], is used to simulate the heat transfer process from the soda-lime glass during the blank open phase of glass manufacturing when heat transfer by radiation is dominant. This software incorporates different radiative heat transfer mathematical models that may be applied, to solve the problem at hand. Four methods are used to solve the same model and their results compared with each other as well as with experimental work. The four approaches are Rosseland (RO), Discrete Transfer Model (DTRM), P-1 and Discrete Ordinates (DO) and in each case the same set of initial conditions have been applied to the model. The Rosseland RO and The Discrete transfer DTRM approximation with prescribed boundary temperature are found to be insufficiently accurate through all the thickness (surface to centre); The P-1 approximation is found to be sufficiently accurate except near the free surface. The Discrete ordinates (DO) is found to be very sufficient and accurate through all the thickness and near the free surface. The Discrete ordinates DO approximation gives results that are in excellent agreement with experimental result.

KEYWARDS: Fluid dynamic models (RO, DTRM, P1, DO); Soda-lime glass conduction; radiation, thermocouples.