初期熱源部位首先達到硅碳棒合成所需的溫度
為不同時刻XY平面速度云圖,從圖中可以看出反應初期熱源部位氣體流動速度較快,這主要是因為初期熱源部位首先達到硅碳棒合成所需的溫度,合成過程中生成的CO氣體由熱源部位向著頂部出口迅速擴散,反應進行到6h左右時合成硅碳棒爐內氣體流動速度達到最大值(3. 2 m/s ),而后由于反應接近于后期熱源部的配合料基本反應完全,僅有部分分解的Si蒸汽向外擴一散,此時只有在靠近出口處氣體流速較高。
從實驗測得的數據可以看出,實驗結果和模擬的數據基本吻合,但對實驗數據的分析發現,氣體流速存在明顯的兩個峰值,即1h時出現了氣體的突然增加然后迅速下降,3h后又開始緩緩上升,但從模擬數據曲線圖來看僅存在一個峰值這主要因為供電早期爐料被加熱大量的水蒸氣和揮發性物質受熱被排除此時造成的監測所得的速度數據增加,隨著時間推移揮發性物質被排除氣體流速緩緩下降,因此出現了第一個峰值,而后當硅碳棒反應生成CO時氣體流速又會增加進而出現第二個峰值,但模擬并未考慮爐料中的水蒸汽及揮發性物質從而造成的兩個曲線圖的差異。
為不同時刻XY平面的壓力云圖,從圖中可以看出雙熱源合成硅碳棒爐內從爐底至爐頂存在明顯的溫度梯度,由于反應過程中氣體向著頂部擴散,同時在重力作用下致使配合料底部填充密實,與速度云圖對比氣體流動主要集中于上部,氣體難以向底部擴散造成爐底部位透氣性較差。合成反應進行到6h時,可以看出此時硅碳棒爐內最高壓力達到160 kPa,遠超過標準大氣壓(101 kPa),長期工業實驗表明此壓力已經達到引發噴爐事故的臨界壓力極易造成噴爐事故的發生,同時可以看出此時硅碳棒爐內壓差也達到最大值(55 kPa),不同區域壓力不同,這導致合成后期不同區域的成品致密性也不盡相同。http://www.yagpc.com/
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