Članek predstavlja optično metodo in sistem za brezkontaktno merjenje masnega pretoka talin z digitalnimi kamerami. Obravnavani problem je zelo relevanten v industriji mineralne volne, saj je meritev pretoka taline v realnem času ključnega pomena za učinkovito regulacijo proizvodnih linij. Predlagana metoda je osnovana na rekonstrukciji geometrije curka taline in izračunu hitrosti toka s križno korelacijo. Zaradi relativno skromnih zahtev glede strojne opreme je metoda izrazito cenovno ugodna. Na laboratorijski merilni postaji z manjšim indukcijskim talilnim loncem in referenčnimi meritvami pretoka s tehtanjem smo pokazali, da ima metoda odličen dinamični odziv (reda velikosti 0.1 s) in ne presega 5% merilne napake v ustaljenem tokovnem režimu. Podobne rezultate smo dobili na industrijski liniji za proizvodnjo kamene volne za dve ponovljeni meritvi. Naša metoda je bila testirana v širokem območju pretokov taline (0.05-1.2 kg/s) in ni zahtevala zelo zmogljivih kamer (120 slik na sekundo zadošča za večino industrijskih aplikacij.
COBISS.SI-ID: 16345371
V članku smo preučevali dinamiko filma taline na kolesih centrifug za proizvodnjo kamene volne. Dobro omočenje in adhezija (oprijem) taline na površini kolesa je izrednega pomena za doseganje kvalitetnega razvlaknjenja. Vizualizacija struktur taline s hitro kamero je bila izvedena na modelni enokolesni centrifugi in na dveh različnih industrijskih centrifugah. Kvaliteto adhezije filma taline na kolo in pridružene pojave prenosa toplote smo preučevali z analizo časovnih vrst optične intenzitete slik pri različnih obratovalnih pogojih. Med ogrevalnim postopkom koles laboratorijske centrifuge smo najboljše omočenje kolesne površine (najmanj vrzeli na filmu taline) opazili pri najnižji vrtilni hitrosti in viskoznosti taline. V tem prehodnem obdobju je mogoče oprijem taline izboljšati s postopnim povečevanjem vrtilne hitrosti koles. Ko kolesna površina doseže delovno temperaturo, se zdi da imata temperatura in z njo povezana viskoznost taline največji vpliv na proces adhezije le-te. Ugotovili smo, da se hitrost ohlajanja filma taline povečuje z začetno temperaturo in obodno hitrostjo filma. Ne glede na obratovalni režim pa nismo opazili omembe vrednega zdrsa taline po kolesni površini, na kar kaže tudi ohranjanje strukture filma taline tekom več zaporednih zavrtljajev koles.
COBISS.SI-ID: 16472347
Članek predstavlja eksperimentalno študijo razprševanja kapljevine na dvokolesni centrifugi (snemanje procesa s hitro kamero). Preučevani pojavi (kaskadni tok tekočine med kolesi, škropljenje tekočine ob odboju s kolesa…) so hidrodinamsko podobni pojavom pri natoku taline na večkolesno centrifugo za proizvodnjo kamene volne. Proces razprševanja smo preučili za širok razpon vrtilne hitrosti koles, pretoka kapljevine in natočnega položaja. V primerjavi z vrtečimi diski in čašami, delojočimi pri podobnem Webrovem številu, je zmožna predlagana izvedba razpršilnika proizvesti mnogo manjše kapljice v režimu tvorbe ligamentov (srednji premer pod 0.15 mm, ko je Webrovo število enako 10^6) in ob znatno večjem pretoku kapljevine. Kljub kompleksnosti špranjskega toka v razpršilniku se je aproksimacija povprečnih trajektorij kapljevine s tangentami izkazala za dokaj natančno. Uspelo nam je odkriti dva glavna izziva pri obratovanju razpršilnika, in sicer pojav hidravličnega skoka pri udarcu kapljevine ob kolo (posledica je nastanek kapljic velikega premera) in pršenje kapljevine skozi špranjo. Vendar pa je mogoče oba izziva v veliki meri obvladati z optimizacijo geometrije in obratovalnih parametrov razpršilnika.
COBISS.SI-ID: 14089731
V tem članku smo proces tvorbe in odpiha mineralnih vlaken na dvokolesni centrifugi raziskovali eksperimentalno z uporabo hitre kamere. Modelno nizkotemperaturno talino (staljen izomalt) smo razvlaknili pri različnih vrtilnih hitrostih koles centrifuge, pretokih in natočnih položajih taline, tako da je bil proces razvlaknjenja podoben procesu na industrijskih centrifugah. Posnetki nastajanja vlaken razkrivajo zelo kompleksno dinamiko teh procesov, saj se vlakna večinoma pojavljajo v obliki medsebojno prepletenih tridimenzionalnih struktur, kot so kosmi, niti in tančice vlaken, te strukture pa se periodično trgajo s filma taline. Kljub kompleksnosti tokovnih struktur pa je izražen jasen trend naraščanja dolžin vlaken in kota ekspanzije koaksialnega vlaknastega toka z naraščajočim Webrovim številom in razmerjem obodne hitrosti filma taline proti hitrosti zračnega toka odpiha. Učinkovitost razvlaknjenja (razmerje mase vlaken, odloženih na zbiralni mreži, in mase izlite taline) je odvisna od natočnega položaja in pretoka taline ter tudi od Webrovega števila filma. Optimalna učinkovitost je bila dosežena pri položaju natoka 30˘ in razmerju hitrosti filma taline in zraka odpiha blizu 1.
Na tej konferenčni predstavitvi (konferenca: Society of Glass Technology, Meeting of minds 2018 – pisni povzetek je na razpolago) smo razpravljali o principu uporabe snemanja s hitro kamero za eksperimantalne raziskave procesa razvlaknjenja mineralne volne. Naše dotedanje raziskovalno delo na eksperimentih s talino in hladnih eksperimentih (kapljevina namesto taline) smo predstavili raziskovalni skupnosti s področja steklenih in kamenih vlaken, pri čemer so bili prisotni številni udeleženci tako iz akademskega kot industrijskega okolja.
COBISS.SI-ID: 16299291