硅碳棒反應(yīng)器壁發(fā)射率的影響
圖4為西門(mén)子反應(yīng)器中內(nèi)、外環(huán)硅碳棒內(nèi)部徑向電流密度分布。當(dāng)硅碳棒半徑達(dá)到7 cm時(shí),在相同的反應(yīng)器壁發(fā)射率條件下,由于外環(huán)硅碳棒表面輻射熱損失大,需提供的焦耳熱增多,硅碳棒軸向單位長(zhǎng)度電壓梯度增大,從而通過(guò)硅碳棒內(nèi)部的電流增大,因此位于外環(huán)硅碳棒內(nèi)部電流密度要大于位于內(nèi)環(huán)的硅碳棒。內(nèi)、外環(huán)硅碳棒內(nèi)部電流密度變化趨勢(shì)基本一致,在徑向方向上逐漸增大,這是因?yàn)楣杼及舯砻鏈囟纫陀谥行臏囟?,溫度越低,硅的電?dǎo)率越大,從而促使更多的電流趨向硅碳棒表面。
由于外環(huán)硅碳棒與反應(yīng)器壁之間的輻射換熱更為強(qiáng)烈,因此反應(yīng)器壁發(fā)射率對(duì)外環(huán)硅碳棒的表面輻射熱損失影響更為明顯。因此,本文詳細(xì)研究了不同反應(yīng)器壁發(fā)射率條件下,西門(mén)子反應(yīng)器中位于外環(huán)硅碳棒的內(nèi)部徑向溫度分布。當(dāng)硅碳棒半徑達(dá)到7 cm時(shí),若器壁發(fā)射率為0. 3,外環(huán)硅碳棒中心溫度約1580 K,若器壁發(fā)射率增大到0. 7,其中心溫度達(dá)到1715 K,如圖5所示。值得注意的是,硅的熔點(diǎn)為1687 K,超出硅的熔點(diǎn),會(huì)造成硅碳棒的斷裂。反應(yīng)器壁發(fā)射率越低,其反射能力越強(qiáng),可將輻射其表面的大部分熱量反射回硅碳棒表面,減少硅碳棒表面輻射熱損失。因此,降低反應(yīng)器壁發(fā)射率,能夠明顯改善外環(huán)硅碳棒內(nèi)部溫度梯度的大小。由此可見(jiàn),可選擇金、銀等低發(fā)射率材料對(duì)反應(yīng)器壁進(jìn)行鍍膜或?qū)Ψ磻?yīng)器壁進(jìn)行適當(dāng)拋光,降低其發(fā)射率,可以明顯減小硅碳棒中心與其表面的溫度梯度,從而使硅碳棒最大沉積半徑增大且不容易斷裂。http://zsrider.com/
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