流態(tài)化合成氮化硅的鼓泡床冷模試驗(yàn)與CFD模擬研究.pdf

1、氮化硅材料具有硬度高,耐磨損,彈性模量大,強(qiáng)度高,耐高溫,熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)大,抗震性好,密度小,比重小等特點(diǎn).此外,氮化硅材料還具有耐腐蝕抗氧化,摩擦系數(shù)小電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn),潛在的市場(chǎng)十分廣闊.為了形成氮化硅超細(xì)粉體的高質(zhì)量、低成本、規(guī)?；a(chǎn),目前,國際上正在研究開發(fā)的工藝技術(shù)路線基本是硅粉直接氮化的連續(xù)化生產(chǎn)方式,其中,連續(xù)高溫流化床氮化爐生產(chǎn)高α相氮化硅粉體是最有發(fā)展前途的工藝技術(shù)之一.針對(duì)該工藝技術(shù),本文首先設(shè)計(jì)出相應(yīng)的

2、流化床的冷模裝置,建立了試驗(yàn)流程,尤其對(duì)流化床的關(guān)鍵部件-分布板進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了流化特性的研究,著重研究了三種不同開孔率的分布板在不同進(jìn)氣流量條件下的流動(dòng)情況.冷態(tài)研究表明:不同開孔率和開孔方式的分布板對(duì)流化床內(nèi)部阻力損失影響不同,理想的開孔率為0.47﹪,使用斜孔比使用直孔更能使流場(chǎng)分布均勻,得到較為理想的流化狀態(tài);研究表明:對(duì)于本文研究的流化床實(shí)驗(yàn)裝置,理想的操作流量為50m<'3>/h~60m<'3>/h.CFD

3、(Computational Fluid Dynamics)技術(shù)發(fā)展到今天,已逐漸作為一種新手段而日益受到重視并得以廣泛地應(yīng)用和發(fā)展,己能成功地解決如氣固兩相流動(dòng)、高溫傳熱、煤粉燃燒等流化床所涉及到的部分物理、化學(xué)過程.針對(duì)本文開發(fā)研究鼓泡床裝置,運(yùn)用CFD技術(shù)進(jìn)行模擬研究,結(jié)果分析表明:CFD數(shù)值模擬預(yù)測(cè)的床層阻力壓降值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較吻合,即說明:對(duì)于硅粉這種細(xì)顆粒的氣固流化床,采用多相流(MULTIPLE-PHASE)模型是比較合理