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文檔簡介
1、碳化硅微粉可用于研磨、切割和陶瓷材料,高品級碳化硅微粉是指冶煉后的大塊碳化硅通過粉碎、分級等工序,使其成為具有高純度、嚴格的粒徑分布、不摻雜過大或過小的顆粒,具有多棱角顆粒外形的碳化硅微粉。高品級碳化硅以其高硬度、高磨削能力、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕等特點,被廣泛用于單晶硅片、太陽能電池用多軌鏡片、壓電晶體片、光學濾波器等高精密切割、研磨、拋光。我國是碳化硅生產和出口大國,但產品品級低,附加值較低。碳化硅微粉出口還處于初級產品的資源型出口
2、,每年還要進口部分高品級碳化硅微粉來滿足國內市場。我國生產微粉制備設備的廠家以仿制國外設備為主,以生產經驗為改進的主要依據,沒有深入的理論研究作為技術支撐。針對高品級碳化硅微粉制備設備的相關研究還處于初始階段。 隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展及計算流體動力學與有限元分析軟件的結合,使得氣流在噴嘴及粉碎室內的計算機數值模擬得以實現。 基于以上分析,本文以微粉制備設備中的關鍵部件——加速噴嘴和氣流粉碎室做為研究對象,采用ANSY
3、S有限元分析軟件對噴嘴及粉碎室內的流動進行了計算機的數值模擬,獲得了噴嘴內部及出口處的流場分布,以及粉碎室的流動特性,找到了粉碎室內的死區(qū)和回流區(qū)域。 首先根據噴嘴出口流場特性,確定了優(yōu)化噴嘴結構的評價標準,首次提出了集束度的概念。在此之前,尚未對噴嘴性能高低有一個明確的數學表達,這是本論文的主要創(chuàng)新點。利用正交分析的方法,對噴嘴性能有較大影響的幾個因素的不同水平生成了正交表,在對每一個方案進行了有限元分析的基礎上,將結果利用集
4、束度的概念進行評價,從而得出較優(yōu)的設計方案。 利用優(yōu)化方案試制噴嘴進行產品的加工,通過對產品的產量、粒徑分布及顆粒形貌等數據的采集,可以看出,有限元分析結果與試驗結果基本吻合,集束度的概念可以應用于加工高品級碳化硅微粉噴嘴的設計。 利用有限元分析軟件ANSYS對整個粉碎室進行了數值模擬,得出整個流場的特性,并對整個系統效率有較大影響的區(qū)域進行了三維分析。噴嘴作為氣流粉碎系統的關鍵部件,它的安裝位置直接影響著整個系統的效率
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