流態(tài)化合成氮化硅的鼓泡床冷模試驗與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.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,潛在的市場十分廣闊.為了形成氮化硅超細粉體的高質(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.針對該工藝技術(shù),本文首先設(shè)計出相應(yīng)的

2、流化床的冷模裝置,建立了試驗流程,尤其對流化床的關(guān)鍵部件-分布板進行了優(yōu)化設(shè)計.在此基礎(chǔ)上,進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氣流量條件下的流動情況.冷態(tài)研究表明:不同開孔率和開孔方式的分布板對流化床內(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分布均勻,得到較為理想的流化狀態(tài);研究表明:對于本文研究的流化床實驗裝置,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、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.針對本文開發(fā)研究鼓泡床裝置,運用CFD技術(shù)進行模擬研究,結(jié)果分析表明:CFD數(shù)值模擬預(yù)測的床層阻力壓降值與實測數(shù)據(jù)比較吻合,即說明:對于硅粉這種細顆粒的氣固流化床,采用多相流(MULTIPLE-PHASE)模型是比較合理