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高温电加热碳化硅合成过程的数值模拟

发布时间:2018-08-26 15:41
【摘要】:建立电加热碳化硅合成炉的三维模型,利用FLUENT软件对合成炉内气体流动、传热、化学反应过程进行数值模拟,并分析了配合料孔隙率对碳化硅成品的影响。研究表明随着合成时间的延长,炉内热量呈辐射状向外扩散,气体呈现三维多向流动特性,反应进行到24 h时CO气体流量达到最大,随着反应配合料孔隙率的增加合成时间随之缩短,但由于升温过快使得热源周围部位碳化硅分解加剧且炉内压力明显增加。生产时可在炉底加入少许木屑增加透气性以降低炉内压力,同时控制配合料孔隙率在28%~33%之间从而保证成品质量的同时可以防止由于升温过快压力过高所造成的喷炉事故。
[Abstract]:The three-dimensional model of electric heating silicon carbide synthesizer was established. The gas flow, heat transfer and chemical reaction process in the furnace were simulated by FLUENT software. The effect of the porosity of the mixture on the silicon carbide finished product was analyzed. The results show that with the prolongation of the synthesis time, the heat in the furnace radiates outward and the gas exhibits a three-dimensional multidirectional flow characteristic. The flow rate of CO reaches the maximum when the reaction is carried out for 24 h. With the increase of the porosity of the reaction mixture, the synthesis time is shortened, but the decomposition of silicon carbide around the heat source is intensified and the pressure in the furnace is obviously increased because of the excessive temperature rise. In production, a little sawdust can be added to the bottom of the furnace to increase the permeability to reduce the pressure in the furnace, and the porosity of the mixture is controlled between 28% and 33%, so as to ensure the quality of the finished product and to prevent the accident caused by the excessive heating and pressure.
【作者单位】: 陕西铁路工程职业技术学院;西安科技大学材料学院;西北工业大学凝固技术国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51074123) 陕西省教育厅自然科学项目(12JK0785) 陕西铁路工程职业技术学院2016第二批科研基金项目(KY2016-34)
【分类号】:TQ163.4

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