转底炉内温度场及流场的数值模拟
36对电极多晶硅还原炉流场及温度场数值模拟计算介绍
36对电极多晶硅还原炉流场及温度场数值模拟计算介绍1、概述还原炉流场及温度场数值模拟计算主要是描述还原炉内气体流动的流体力学和表面反应动力学模型，应用于多晶硅生产过程模拟，利用流体力学的偏微分方程组，得到还原炉内气体的流场和浓度场及温度场的模拟计算结果，分析底盘进气喷嘴与硅棒相对位置对气体的影响。
1.1 还原炉内多晶硅形成过程SiHCl3与氢的还原在大型钟罩式还原炉内进行。
SiHCl3与H2混合气体经过一套组合喷嘴进入炉体内。
混合气体上升过程中形成稳定的气体射流，受硅芯表面阻力作用形成一定厚度的速度边界层，满足热力学条件时反应气体通过边界层向硅芯表面扩散发生多晶沉积，径向生长。
其描述如下：反应气体转移到基体（硅芯）上；反应气体被基体表面吸附；基体表面化学反应；表面成核与扩散；副产物从基体表面解析；副产物从基体上方移走，重新回到主气流。
2、数值计算方法与模型多晶硅制备采用化学沉降法，具有纯度高、致密度高等有点，但反应在气相中发生，带来了在沉积过程中气体流型稳定性、反应温度分布均匀性、产物浓度平衡性等问题。
将流体力学和表面反应动力学模型应用于多晶硅生长过程模拟，计算还原炉速度流动场、温度场、表面反应及扩散过程，建立生长初始条件和反应过程各组分的理论关系。
各种气体在还原炉内运动规律的数学模型有：流体流动的连续性方程、动量方程、能量方程、辐射传热方程、组分传递与扩散方程及表面反应动力学方程。
3、计算结果分析采用CFD软件对上述模型进行求解运算，得到气体沉降法制备多晶硅的还原炉内气体的流动（流场）、气体浓度、温度（温度场）及沉积速度的分布。
3.1 气体的流动分布（流场）36对电极还原炉的进气喷嘴布置的六方体中心，在相同的气体流量下，喷嘴与硅棒、电极的方位影响还原炉内的气体分布及硅棒表面的气体的速度边界层。
模拟计算机图中可知：混合气流从喷嘴射出，在空间上升经由壁面回流至还原炉底部并流出，整体气体分布较均匀：气体沿着硅芯平滑分布，表面形成均匀分布的气体膜，便于反应沉积的进行。
36对电极多晶硅还原炉流场及温度场数值模拟计算介绍
36对电极多晶硅还原炉流场及温度场数值模拟计算介绍在多晶硅生产过程中，电极还原炉是一个至关重要的设备，用于将气相中的氯化硅还原成多晶硅。
在电极还原炉内，通过电弧加热的方式使氯化硅还原成多晶硅，并最终沉积在电极上。
为了更好地了解电极还原炉内的流场和温度场分布情况，可以进行数值模拟计算。
数值模拟计算是通过建立数学模型，利用计算机进行计算，模拟实际物理过程。
在电极还原炉流场及温度场数值模拟计算中，可以采用计算流体力学（CFD）方法，结合传热传质理论，对电极还原炉内气体流动和传热过程进行模拟。
通过数值模拟计算，可以获得电极还原炉内的温度分布、气体流动速度和压力分布等关键参数，为优化电极还原炉设计和操作提供重要参考。
在进行电极还原炉流场及温度场数值模拟计算时，首先需要建立电极还原炉的几何模型。
通常可以采用计算机辅助设计（CAD）软件对电极还原炉进行三维建模，包括炉体、电极、电弧等关键部件。
建立几何模型后，需要进行网格划分，将计算区域离散化为小的网格单元，以便进行数值计算。
接下来，需要建立物理模型和数学模型。
在电极还原炉内气体流动和传热过程中，需要考虑流体的动量守恒、能量守恒和质量守恒方程，以及气体的热传导、辐射传热和对流传热等物理过程。
通过建立这些方程组，可以描述电极还原炉内的流场和温度场分布情况。
通过电极还原炉流场及温度场数值模拟计算，可以获得电极还原炉内关键参数的变化规律，为优化设备设计和操作参数提供指导。
同时，数值模拟计算还可以节约成本、降低风险，提高生产效率和产品质量。
因此，电极还原炉流场及温度场数值模拟计算在多晶硅生产中具有重要的应用价值。
循环流化床锅炉（cfb）炉膛内流动结构与温度分布数值模拟计算
大连理工大学硕士学位论文循环流化床锅炉(CFB)炉膛内流动结构与温度分布数值模拟计算姓名：***申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：李维仲;崔峨20000601摘要＼厂循环流化床（ＣＦＢ）是近年来在国际发展起来的新一代清洁燃烧技术，循环流化床技术由于其高效、低污染、煤种适应广等优点受到各国学者普遍关注，成为发展清洁煤燃烧技术的主导发展方向之～。
丫。
根据循环流化床锅炉特点及国内外的研究开发现状，本文在不考虑沿炉膛高度方向上流动参数变化的情况下，提出了一个描述循环流化床上部稀相区流动结构和混合过程的稳态模型一一“连续扩散模型”，即认为床内存在着向上运动的气固悬浮相和低速下降的颗粒絮团相，在此基础上建立了流动结构与温度分布的数值模拟计算模型。
利用所提出的模型和编制的通用程序，对哈尔滨锅炉厂设计的７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉内气固流动和温度分布情况进行数值模拟和计算分析。
得出了主要运行参数（循环物料率、循环风量、颗粒直径和煤种等）对循环流化床锅炉炉膛上部稀相区内流动结构和温度场的影响规律，从而加深了对循环流化床锅炉炉膛内的流动、传热的认识与了解，为其进一步开发利用及运行管理提供一些有益的理论依据。
ＡｂｓｔｒａｅｔＣｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＦｌＵｉｄｉｚｅｄ１３ｅｄ（ＣＦＢ）ｔｅｃｈｎｏｌ０９ＹｈａＳｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉ１１ｔｅｒｎａｔｉ０ｎａｌｌＹａＳａ１３ｅｗｔＹＰｅｏｆＣ１ｅａｌ３ｃｏａｌ一ｃｏｍｂｕＳｔｉ０ｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇＹＢｅｃａｕｓｅｏｆｉｔＳｈｉｇｈｅｆｆｉＣｉｅｎｃＹ、１０ＷＰ０１１１．１ｔｉ０ｎａｎｄ，ｗｉｄｅｓｏｒｔｓ０ｆＣ０ａ１Ｓ，ＣＦＢｔｅｃｈｎｏｌｏｇＹｄｅｓｅｒｖｅｄＳｃｈ０１ａｒＳ’ｇｒｅａｔ１９．ｔｔｅｌ３ｔｉ０ｒｌｆｒｏｍｍａｎＹＣｏｕＥｌｔｒｌｅｓａｎｄｉｔｈａＳｂｅｅｎａｐｒｉｒｌｌａｒＹｇｕｉｄｅｔｏｃｏａｌ～ｃｏｍｂｕＳｔｉ０ｎｔｅｃｈｎ０１０９Ｙ．ＡｃＣ０ｒｄｉｎｇｔ０ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆＣＦＢａｎｄＣＵｒｒｅｒｌｔｒｅＳｅａｒＣｈ．ａＳｔｅａｄＹＳｔａｔｅｎｌｏｄｅｌ０ｆｔｈｅｆ１０ｗＳｔｒｕＣｔＵｒｅ８．１－１ｄｍｉｘｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｄｉ１ｕｔｅｚｏｒｌｅｏｆａＣＦＢ，ｗｈｅｒｅｖａｒｉａｔｉ０ｒｌｓｉｎｆ１ＯＷｐａｒ８．ｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｈｅｉｇｈｔａｒｅ１３ｅｇｌｅｃｔｅｄ，“Ｃ０ｎｔｉｎｕｏｕｓ—ＤｉｓＰｅｒｓｉ０ｒｌＭｏｄｅｌ”ｉＳｐｒｅｓｅｌ３ｔｅｄ．ＴｈｅｍｏｄｅｌｉｓｂＥ１．Ｓｅｄ０ｎａｔｖｖ－ｏ－ＰｈａｓｅｓｔｒＬ１ＣｔＵｒｅ，ｃｏｎｓｉＳｔｉｒｌｇ０ｆａｎｕｐｆｌＯＷｉｎｇ１ｅａｎｓｕｓｐｅｌ３ｓｉｏｎａ．ｎｄａｄｏｗｎｆｌＯｌｇｉｎｇｐａｒｔｉＣ１ｅｃｌｕｓｔｅｒｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓ０ｆｔｈｉＳｍｏｄｅｌ，ａｎｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍＬＩｌａｔｉ０ｒｌｃ８１ｃｕｌａｔｉｏｎ１１１０ｄｅｌａｂ０１３ｔｆ１ＯＷｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔＬ１ｒｅｆｉｅ１ｄｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＵＳｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｍｍｏｒｌｐｒｏｇｒａｍｓ，ｔｈｅｇａＳ—ｓ０１ｉｄＳｆｌＯＷＳｔｒＵＣｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｔｌｒｅｆｉｅｌｄａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｅ７５ｔ／ｈＣＦｌ３ｂｏｉｌｅｒｆｒｏｍＢｏｉｌｅｒＰ１ａｎｔ．Ａ１Ｓ０ｔｈｅｒｕｌｅｓｏｆｆ１ＯＷＳｔｒｕｃｔｕｌｅａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒｌ９．ｔｕｒｅｆｉｅｌｄｗｉｔｈｔｈｅｒｕｌｌｌ３ｉＦ１９ｐａｒａｒｎｅｔｅＩ＂ｓ（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＳ０１ｉｄｓｆｌｕｘ、ａｉｒｆｌｕｘ、ｄｉ８．ｍｅｔｅｒｏｆＳ０ｌｉｄｓ８，ｎｄＳ０ｒｔＳ０ｆｃｏａｌ）８．ｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｉＳＰａｐｅｒ．ＴｈｅｆｌＯＷａｎｄｈｅａｔｔｒａｌｌｓｆｅｒｉｓｆｕｒｔｈｅｒｕｎｄｅｒｓｔ００ｄａｎｄＣＯｆｉｌｐｒｅｈｅｒｌｄｅｄａｌｑ＇ｄｔｈｉｓｔｈｅｓｉＳｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃｂａＳｉＳｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＦＢｂｏｉｌｅｉ＇－．第一章绪论本章总结与ｑ．，－ｊ－论了循环流化床锅炉技术的发展概况和研究结果．分析了上部稀相区气固流动与＂ｌ＇ｒｒ热结构模型的裳展。
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》篇一一、引言在金属加工行业，铜管井式退火炉是关键设备之一，它为金属材料的退火过程提供了适宜的温度和流场环境。
退火过程对于金属材料的性能和结构有着重要影响，因此，对铜管井式退火炉的流场和温度场进行深入研究，不仅有助于提高退火工艺的效率和质量，也有助于优化设备的性能和降低成本。
本文将通过数值模拟和实验研究相结合的方式，对铜管井式退火炉的流场和温度场进行深入探讨。
二、数值模拟1. 模型建立在数值模拟中，我们首先建立了铜管井式退火炉的三维模型。
该模型包括了炉体、铜管、进出口风道等关键部分，并对模型进行了网格划分，为后续的流场和温度场分析做准备。
2. 计算方法和假设条件数值模拟采用了计算流体动力学（CFD）方法，对流场和温度场进行了分析。
在计算过程中，我们假设炉内气体为理想气体，且气体流动为湍流状态。
同时，考虑到实际操作中的影响因素，我们设置了适当的边界条件和初始条件。
3. 流场分析通过对模型进行流场分析，我们得出了炉内气体流动的速度分布和流向。
结果表明，气体在炉内形成了稳定的流动状态，且速度分布较为均匀。
此外，我们还发现进出口风道的设计对流场的影响较大，优化风道设计有助于提高流场的均匀性。
4. 温度场分析在温度场分析中，我们主要关注了炉内各点的温度分布及变化规律。
通过模拟结果，我们发现炉内温度分布较为均匀，且与流场分布密切相关。
此外，我们还发现铜管的存在对温度场有着显著影响，合理布置铜管有助于提高退火效率和降低能耗。
三、实验研究为了验证数值模拟结果的准确性，我们进行了实验研究。
实验中，我们采用了热电偶对炉内各点的温度进行了实时监测，并利用高速摄像技术对流场进行了观察。
通过与数值模拟结果进行对比，我们发现两者在流场和温度场分布上具有较好的一致性。
这表明我们的数值模拟方法是可靠的，可以为实际生产提供指导。
四、结果与讨论1. 结果总结通过数值模拟和实验研究，我们得出了铜管井式退火炉的流场和温度场分布规律。
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》篇一一、引言铜管井式退火炉是金属材料加工中常用的设备，其性能的优劣直接影响到产品的质量和生产效率。
为了更好地了解其工作原理和性能特点，本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法，对铜管井式退火炉的流场和温度场进行了深入的研究。
二、研究方法1. 数值模拟通过使用计算流体动力学（CFD）软件，对铜管井式退火炉的流场和温度场进行数值模拟。
通过设定合适的物理模型和边界条件，可以模拟出炉内流体的流动状态和温度分布情况。
2. 实验研究通过实际安装、调试退火炉设备，并对退火过程进行实时监测和记录，收集实验数据。
同时，采用热电偶等测温设备对炉内温度进行测量，以验证数值模拟结果的准确性。
三、流场和温度场的数值模拟1. 物理模型及边界条件设定根据铜管井式退火炉的实际结构和工作原理，建立合适的物理模型。
设定炉内流体的物性参数、进出口条件、加热方式等边界条件。
2. 模拟结果分析通过数值模拟，得到铜管井式退火炉的流场和温度场分布情况。
可以清晰地看到炉内流体的流动路径、速度分布以及温度变化情况。
这些结果为进一步优化退火炉的设计和操作提供了重要的依据。
四、实验研究与数值模拟结果对比通过实验研究和数值模拟结果的对比，可以发现两者之间的误差较小，证明了数值模拟的准确性和可靠性。
同时，实验研究也验证了数值模拟结果的正确性，为后续的优化工作提供了有力的支持。
五、结果与讨论1. 流场分析根据数值模拟结果，铜管井式退火炉的流场分布均匀，流体在炉内的流动路径合理，没有出现明显的死角或涡流现象。
这有利于提高退火过程中的热效率和产品质量。
2. 温度场分析数值模拟结果显示，铜管井式退火炉的温度场分布均匀，温度梯度小，有利于金属材料的均匀退火。
同时，通过实验研究，我们发现实际退火过程中的温度变化与数值模拟结果基本一致，证明了数值模拟的准确性。
3. 优化建议基于流场和温度场的分析结果，我们提出以下优化建议：（1）优化炉内结构，减少死角和涡流现象，进一步提高流场的均匀性。
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》范文
《铜管井式退火炉流场和温度场的数值模拟及实验研究》篇一一、引言铜管井式退火炉作为现代金属加工的重要设备，在钢铁、铜材和其它金属的后续加工过程中具有重要地位。
精确地掌握和操控炉内流场与温度场的分布对优化产品质量和加工效率具有重要意义。
本研究通过对铜管井式退火炉进行数值模拟及实验研究，力求提高对该炉体内部物理过程的认知。
二、问题描述与建模在铜管井式退火炉中，流场和温度场的分布受到多种因素的影响，包括炉内结构、加热方式、材料特性等。
为了更好地理解这些因素对炉内物理过程的影响，我们首先建立了一个数学模型。
该模型基于流体动力学和热传导的基本原理，考虑了炉内流体的流动特性、热源的分布以及材料的热导率等因素。
三、数值模拟方法本研究采用了计算流体动力学（CFD）的方法进行数值模拟。
通过使用合适的控制方程，对流场和温度场的分布进行了预测。
通过网格划分，将炉内复杂的物理空间划分为多个小的单元，然后通过求解这些单元上的控制方程，得到整个炉内的流场和温度场分布。
四、模拟结果与分析通过数值模拟，我们得到了铜管井式退火炉内的流场和温度场分布情况。
结果表明，炉内流场的分布受到加热方式和炉体结构的影响，而温度场的分布则受到热源的分布和材料热导率的影响。
在特定的工艺条件下，我们可以找到最佳的流场和温度场分布，以实现最佳的金属退火效果。
五、实验研究为了验证数值模拟的结果，我们进行了实验研究。
在实验中，我们采用了不同的工艺参数，包括加热速度、退火时间等，以观察这些参数对流场和温度场的影响。
通过对比实验结果和数值模拟结果，我们发现两者具有较好的一致性，这表明我们的数值模拟方法是可靠的。
六、结论通过对铜管井式退火炉的数值模拟和实验研究，我们得到了以下结论：1. 炉内流场的分布受到加热方式和炉体结构的影响，而温度场的分布则受到热源的分布和材料热导率的影响。
2. 通过优化工艺参数，如加热速度和退火时间等，我们可以找到最佳的流场和温度场分布，以实现最佳的金属退火效果。
金属冶炼炉内流场数值模拟
方案四
引入新型热工控制技术，实现 智能化控制。
优化方案效果评估与选择
01
评估方法
通过数值模拟和实验验证，对比 不同方案的效果。
评估指标
02
03
方案选择
冶炼效率、能耗、污染物排放等 。
根据评估结果，选择最优方案进 行实施。
06 结论与展望
研究结论
01
流场模拟结果与实验数据吻合 良好，验证了数值模拟方法的 准确性。
3
COMSOL Multiphysics
多物理场模拟软件，可进行多物理场耦合的复杂 系统模拟。
03 金属冶炼炉内流场模型的 建立
物理模型的建立
确定模型范围
根据金属冶炼炉的尺寸和工艺要 求，确定数值模拟的物理模型范 围，包括炉膛、进料口、出料口 等关键区域。
模型简化与假设
为了简化计算，对模型进行必要 的假设和简化，如忽略炉内化学 反应对流动的影响等。
金属冶炼炉内流场数值模拟
汇报人：可编辑 2024-01-06
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目录
• 引言 • 金属冶炼炉内流场数值模拟基础 • 金属冶炼炉内流场模型的建立 • 数值模拟结果分析 • 金属冶炼炉内流场优化设计 • 结论与展望
01 引言
研究背景与意义
金属冶炼是工业生产中的重要环节，而冶炼炉内流场对金属的熔炼质量和效率具有 重要影响。
初始条件
设定数值模拟开始时流场的状态，如 初始速度、初始温度等。
04 数值模拟结果分析
流场分布特性分析
流速分布
在金属冶炼炉内，流速分布呈现出明显的区域特性。炉膛中 心区域的流速较高，而靠近炉壁的区域流速较低。这种分布 有助于维持炉内的热平衡，并确保物料在炉内的均匀混合。
钢管再加热炉炉内温度场和流场分布数值模拟
钢管再加热炉炉内温度场和流场分布数值模拟
吴成涛
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2010(039)003
【摘要】以某公司钢管再加热炉为研究对象,运用Fluent数值仿真软件对钢管再加热炉内温度场和流场进行了数值模拟,获得该加热炉的温度场和流场的分布图.计算结果为优化炉型结构提供了参考依据.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】吴成涛
【作者单位】北京神雾热能技术有限公司,北京,102200
【正文语种】中文
【中图分类】TP062
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中图分类号 ：Ｔ ０ ２ Ｆ ６ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ —６ ９２ １ ）６０ ４ ＾３ ０ ２１ ３ （０ ００ －０ ３０
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果表 明，转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧 嘴供 燃料，炉膛下部布置喷嘴供助燃风 能获得很 好的温度 场和流场 来满足工作需要；还原段选择蓄 热式烧 嘴供 给燃料 ，既满足 了高温还原 的温度要求 ，也 达到充分 回收 利用烟气余热 的效果 。 关键 词：转底炉；温度；流场；数值模拟
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（． １ 北京科技大学 冶金与生态工程学 院，北京 １０ ８ ；２ 北 京中冶设备研 究设计总 院有 限公司，北京 ００３ ． １０ ２ ） ０ ０ ９ 摘要 ： 利用 Ｆｕｎ 软件建 立了转底炉炉 内温度场及流场的数学模型，采用七 模型 ，辐射模型，非预混 燃烧模型 ｌｅ ｔ 一ｓ
模 拟炉内的辐 射传热和湍流流动 ，分析 了烧嘴和 助燃风喷嘴的选择与布置对炉 内的温度 及速 度分 布的影响。结
转底 炉直接还原炼铁技术 已稳步发展将近 ３ ０年，其 优点在于原料适 应性强 、投资 少、成本 低｜ Ｊ 目前我 国 １。
转底炉发展面临 的重大 问题之一在于加 热能源 的合理 利
（ ） 连 续方 程 。 １
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转底炉 内温度场及流场 的数值 模拟
பைடு நூலகம்
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