Experimentelle und numerische Untersuchung der direkten Flammenbeaufschlagung mit einer nicht vorgemischten Drallflamme

Die Erwärmung von metallischen Einsatzgütern ist für viele Umformvorgänge von entscheidender Bedeutung. Die direkte Flammenbeaufschlagung als eine mögliche Erwärmungsmethode wird in der Literatur zumeist als Direct Flame Impingement (DFI) oder Flame Impingement (FI) bezeichnet. Bei diesem Verfahren steht die Brennerflamme in direktem Kontakt mit der Oberfläche des zu erwärmenden Einsatzgutes, wodurch zusätzlich zur Wärmestrahlung von den Ofenwänden konvektive Wärmeübertragung von der Flamme auf das Gut stattfindet. Die derzeitigen Anwendungen in der Industrie umfassen die Erwärmung von Rundmaterial und Bändern.

Die hohe konvektive Wärmestromdichte von bis zu 500kW/m² aufgrund des direkten Kontakts der heißen Gase mit der Oberfläche des Einsatzgutes ist der Hauptvorteil des DFI. Dies führt zu einer schnellen Erwärmung un kann genutzt werden, um die Produktivität zu steigern oder die Ofenlänge zu verkürzen. Zwar bietet auch die Induktion die Möglichkeit einer schnellen Erwärmung, jedoch ist hierfür elektrische Energie notwendig, die in der Regel teurer als Erdgas ist.