优秀研究生学位论文题录展示

多热源工业合成SiC新技术节能提质优化理论与应用

专 业: 矿物加工工程
关键词: 碳化硅 多热源炉 温度场 数值模拟 ANSYS 工艺参数
分类号: TQ170.1
形 态: 共 99 页 约 64,845 个字 约 3.102 M内容
阅 读: 全文阅读说明

内容摘要


多热源工业合成碳化硅新技术经过实验室小试、中试和工业试验,技术上已经成熟,并在SiC行业尤其是青海、宁夏等省份得到推广应用。

多热源法以多个炉芯代替传统的单个炉芯,有效地分散了炉内热量,降低了炉内温度梯度,均匀了热场,扩大了SiC生成区间,从而降低了能耗、增加了产量。

利用数值计算的方法研究合成炉内温度场特点和工艺条件对合成炉温度场的影响,采取一定措施改善生成碳化硅的温度区域,对于从根本上提高碳化硅的产量和质量,降低产品能耗具有重要的意义。

设计实验实现了对SiC合成炉炉体内部的温度测量。

研究了供电制度与炉芯表面温度之间的关系,并根据所测结果对炉内温度进行了预测。

测温实验是数值计算的基础。

通过对合成炉的传热学分析,建立了多热源炉数值计算的数学模型。

单值性条件确定炉内温度分布,根据合成炉的特征分析了炉子的物理条件、几何条件、时间条件和边界条件。

应用有限单元法对温度场微分方程进行求解,计算过程借助有限元分析软件ANSYS完成。

SiC合成炉具有平面瞬态具有内热源温度场的特点,取任一垂直于炉长方向的平面进行分析,研究多热源炉传热传质规律。

分别以点、线、面为对象,研究了炉内温度、温度梯度和热流强度的变化规律,分析了结晶筒的成长过程和产物特点。

研究发现,热场叠加和屏蔽是多热源炉节能、提质、增产、降耗的本质原因。

结合生产实际,研究了炉体结构参数和供电参数对多热源炉温度场的影响。

综合考虑单炉产量、单产能耗和产品质量等因素,确定了最优的保温层厚度、表面负荷、供电时间、炉芯尺寸和炉芯间距。

以所确定的最优炉体结构参数为基础,按炉芯数目从少到多的顺序构建多热源炉,在相同供电条件下,对不同炉芯数目的多热源炉温度场进行模拟,找出单炉产量和炉芯数目之间的关系,建立炉芯数目的判定模型。

为寻求更一般的规律,根据多热源炉传热传质规律和产物的特点建立多热源炉所形成的结晶筒的抽象模型,对抽象模型进行分析,得出炉芯数目的另一种判定模型,两者互为补充……

全文目录


1 绪论
1.1 碳化硅材料及其应用
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.3 研究背景及研究意义
1.4 研究目标和研究方法
1.5 研究内容及研究思路
1.5.1 典型部位的温度测量
1.5.2 多热源炉传热学分析及数学模型的建立
1.5.3 多热源炉传热传质规律研究
1.5.4 多热源炉基本工艺参数的确定
1.5.5 炉芯数目判定模型
1.6 技术路线
2 实验
2.1 合成实验
2.1.1 原料
2.1.2 多热源合成炉
2.1.3 工艺流程
2.2 测温实验
2.2.1 利用红外光谱测温仪测温
2.2.2 利用示性物质测温
2.3 测温结果与讨论
2.3.1 红外光谱测温仪测温结果与分析
2.3.2 利用示性物质测温结果
2.4 ANSYS模拟与炉内温度预测
2.5 本章小结
3 碳化硅合成炉温度场数值计算模型的建立
3.1 碳化硅合成炉的数学模型
3.1.1 碳化硅合成炉的基本方程
3.1.2 几何条件
3.1.3 物理条件
3.1.4 时间条件
3.1.5 边界条件
3.2 有限单元法在碳化硅合成炉温度场数值计算中的应用
3.2.1 平面温度场“变分”方程的推导
3.2.2 平面温度场在三角形六节点等参单元中的离散
3.2.3 时间项的处理方法
3.2.4 有限单元法的总体合成
3.3 本章小结
4 多热源炉温度场的传热传质规律研究
4.1 单个热源对总体温度场的贡献
4.2 炉体中心点温度变化规律
4.3 中心线L的温度分布
4.4 温度梯度变化规律及结晶筒的生长过程
4.5 热流强度的变化规律
4.6 多热源炉合成产物的形成规律及节能提质效果
4.7 本章小结
5 多热源炉基本工艺参数的确定
5.1 保温层厚度与结晶层厚度之间的关系
5.2 表面负荷的确定
5.3 供电时间对产品产量和产品质量的影响
5.4 炉芯的基本尺寸
5.5 本章小结
6 炉芯数目判定模型
6.1 炉芯数目与炉芯排列形式
6.2 炉芯数目的判定模型
6.3 本章小结
7 结 论
参考文献
附录

相似论文

  1. 复合型镁质胶凝材料及其应用的研究,118页,TQ177.5
  2. 水泥生产过程多AGENT控制系统的研究,130页,TQ172.6 TP273
  3. 电致发热碳化硅多孔陶瓷的制备及其性能研究,91页,TQ174.7
  4. 泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究,72页,TQ174.7
  5. CMAS系统镍渣微晶玻璃核化及晶化制度的研究,61页,TQ171.733 X757
  6. 超细搅拌磨机的流场模拟和应用研究,124页,TQ172.632 TQ450.522
  7. 复合涂层粉料制备莫来石陶瓷的研究,69页,TQ175.71
  8. 基于BP神经网络的水力旋流器工作参数的预测研究,67页,TQ172.634 TP183
  9. 颗粒特性对水泥性能的影响,79页,TQ172.12
  10. 增强模型石膏性能方法的研究,73页,TQ177.3
  11. 助磨剂对河南低品位铝土矿助磨效果的研究,80页,TQ172.463 TD862.5
  12. 常压烧结Al〈,2〉O〈,3〉/TiC,N复合材料及Al〈,2〉O〈,3〉/TiC,N刀具的研究,90页,TQ174.758.22
  13. 硫酸钙晶须结晶过程及其稳定化处理研究,41页,TQ177.3
  14. 纳米直径硬硅钙石纤维的制备,76页,TQ17 TB383
  15. 单体插层原位聚合制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究,71页,TQ17 TB383
  16. 硅酸盐加工的计算机控制软件,51页,TQ17 TP273 TP317
  17. 亚微米晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷在热等静压条件下的组织、性能研究,135页,TQ17.758
  18. 高摩合成闸瓦材料的制备及制动性能的研究,47页,TQ170
  19. 合成大中空度硬硅钙石二次粒子的影响因素研究,58页,TQ170 TB34
  20. 镁钙耐火材料与钢水作用机理的研究,49页,TQ170.1
中图分类: > TQ170.1 > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 一般性问题

© 2012 book.hzu.edu.cn