基于Fluent多晶硅还原炉内部辐射换热的模拟分析

针对多晶硅还原炉内部三氯氢硅发生的化学沉积反应内部换热能耗复杂,测定相关传热系数难度较大的问题,为进一步还原炉生产工艺节能减排提供理论依据,本研究通过建立实际生产中的还原炉三维模型,利用计算流体动力学方法,在考虑对流和辐射传热损失的条件下,对还原炉内部进行数值模拟及其场协同分析,探究流体流动与传热特性规律。结果表明:湍动能较大处发生在进气喷口处,流场稳定均匀性较差;硅棒周围温度明显高于其他区域,2-2.5 m处截面温度均匀分布,入射辐射能量最大达到3.35×10~5 W/m~2;硅棒直径增大,Nu数逐渐增加,协同角θ减小,使得壁面速度梯度增加,内壁发射率与材料的表面粗糙度有关,发射率越小,硅棒辐射能量损失减少,内部热量相对集中,有利于强化传热。