本文關(guān)鍵詞：用于連續(xù)CVD裝置的縫式噴嘴結(jié)構(gòu)研究

  更多相關(guān)文章： 縫式噴嘴 流場(chǎng)特性 數(shù)值模擬 響應(yīng)面法 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：6.5%Si硅鋼因其優(yōu)越的磁性能在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越多的被使用和發(fā)展。在眾多制備6.5%Si硅鋼工藝中,唯有化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)得到了工業(yè)化應(yīng)用。噴嘴是連續(xù)CVD法制備6.5%Si硅鋼中的重要元件,其性能決定了帶鋼內(nèi)部Si元素的分布情況,繼而影響帶鋼的磁性能。本文提出了一種適用于連續(xù)CVD法制備6.5%Si硅鋼工藝的噴嘴結(jié)構(gòu),利用數(shù)值仿真模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式對(duì)噴嘴流場(chǎng)進(jìn)行研究,并利用響應(yīng)面法對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)連續(xù)CVD法制備6.5%Si硅鋼工藝中噴嘴的性能進(jìn)行了分析,得到了噴嘴的設(shè)計(jì)要求；基于噴嘴性能要求,設(shè)計(jì)并提出了一種縫式噴嘴結(jié)構(gòu),對(duì)縫式噴嘴結(jié)構(gòu)的性能和流場(chǎng)進(jìn)行了定性分析；利用Fluent數(shù)值仿真軟件對(duì)噴嘴內(nèi)外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真,利用熱敏式風(fēng)速儀對(duì)數(shù)值仿真模型和仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)真,結(jié)果表明,仿真模型能夠很好地模擬噴嘴流場(chǎng)分布,證明了利用數(shù)值仿真方法對(duì)噴嘴流場(chǎng)進(jìn)行研究是可行的,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果表明在設(shè)計(jì)噴嘴結(jié)構(gòu)下帶鋼表面速度分布比較均勻；對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)以外其余CVD工藝參數(shù)對(duì)帶鋼表面速度分布的影響進(jìn)行分析,得到了其余工藝參數(shù)的影響規(guī)律,對(duì)仿真模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化；通過(guò)部分因子分析和全因子分析得到了對(duì)帶鋼表面寬度方向速度分布均勻度有顯著影響的結(jié)構(gòu)參數(shù),并利用數(shù)值仿真的方式得到了顯著結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)帶鋼寬度方向速度分布均勻度的影響規(guī)律；基于響應(yīng)面法對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,得到了顯著因子與帶鋼表面寬度方向速度分布均勻度的回歸方程,利用響應(yīng)優(yōu)化器對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；利用數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)下帶鋼表面速度分布進(jìn)行研究,分析仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)下帶鋼表面具有很好的速度分布均勻度,從而證明了該優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：縫式噴嘴 流場(chǎng)特性 數(shù)值模擬 響應(yīng)面法 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG173
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 CVD法制備6.5%Si硅鋼工藝概述12-14
• 1.2.1 CVD法制備6.5%Si硅鋼工藝原理概述12-13
• 1.2.2 CVD法制備6.5%Si硅鋼工藝路線概述13-14
• 1.3 實(shí)驗(yàn)室CVD法制備6.5%Si硅鋼研究成果14
• 1.4 CVD法制備6.5%Si硅鋼噴嘴研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 噴嘴流場(chǎng)數(shù)值模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5.1 噴嘴流場(chǎng)研究現(xiàn)狀和Fluent軟件介紹16-17
• 1.5.2 噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法現(xiàn)狀17
• 1.6 響應(yīng)面法原理和試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法概述17-19
• 1.6.1 響應(yīng)面法原理概述17-18
• 1.6.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(DOE)概述18-19
• 1.7 本文研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-25
• 2.1 CVD法制備6.5%Si硅鋼實(shí)驗(yàn)研究20-22
• 2.1.1 CVD法制備6.5%Si硅鋼實(shí)驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)室研究CVD法制備6.5%Si硅鋼設(shè)備存在的問題21-22
• 2.2 連續(xù)CVD制備6.5%Si噴嘴性能要求22-23
• 2.2.1 氣體流場(chǎng)要求22-23
• 2.2.2 氣體混合要求23
• 2.2.3 氣體溫度要求23
• 2.3 噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 噴嘴流場(chǎng)仿真和實(shí)驗(yàn)研究25-48
• 3.1 噴嘴物理模型和網(wǎng)格劃分25-26
• 3.1.1 幾何模型25-26
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分26
• 3.2 噴嘴計(jì)算模型的確定26-27
• 3.2.1 湍流模型的確定26-27
• 3.2.2 輸運(yùn)模型的確定27
• 3.3 噴嘴控制方程27-28
• 3.4 噴嘴求解參數(shù)設(shè)置28-29
• 3.4.1 邊界條件設(shè)定29
• 3.4.2 方程離散格式及求解方法29
• 3.5 噴嘴流場(chǎng)仿真結(jié)果分析29-32
• 3.5.1 噴嘴內(nèi)外流場(chǎng)分布仿真結(jié)果分析29-31
• 3.5.2 帶鋼表面速度場(chǎng)分布情況分析31-32
• 3.6 仿真模型的分析和簡(jiǎn)化32-44
• 3.6.1 噴嘴外流場(chǎng)影響因素分析32
• 3.6.2 SiCl_4氣體濃度對(duì)于帶鋼表面速度場(chǎng)分布的影響32-34
• 3.6.3 氣體流量對(duì)帶鋼表面速度場(chǎng)分布的影響34-36
• 3.6.4 CVD反應(yīng)溫度對(duì)于帶鋼表面速度場(chǎng)分布的影響36-38
• 3.6.5 帶鋼運(yùn)動(dòng)速度對(duì)表面速度場(chǎng)分布的影響38-41
• 3.6.6 噴嘴出口與帶鋼表面距離對(duì)速度場(chǎng)分布的影響41-44
• 3.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證44-46
• 3.7.1 噴嘴實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)44-45
• 3.7.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟45-46
• 3.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比分析46
• 3.8 本章小結(jié)46-48
• 第4章 響應(yīng)面方法噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化48-69
• 4.1 響應(yīng)面法結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析過(guò)程設(shè)計(jì)48-49
• 4.2 因子篩選分析49-52
• 4.2.1 部分因子設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.2 全因子分析設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 顯著因子單因子影響規(guī)律分析52-55
• 4.4 最速上升法最優(yōu)區(qū)域確定55-59
• 4.4.1 最速下降法概述55-56
• 4.4.2 全因子分析設(shè)計(jì)56-59
• 4.5 響應(yīng)面法設(shè)計(jì)59-64
• 4.5.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法59-60
• 4.5.2 中心復(fù)合表面設(shè)計(jì)60-61
• 4.5.3 響應(yīng)面法分析結(jié)果61-64
• 4.6 優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)流場(chǎng)分析64-65
• 4.7 優(yōu)化后噴嘴結(jié)構(gòu)高溫試驗(yàn)65-68
• 4.7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹65-66
• 4.7.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟66-67
• 4.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-68
• 4.8 本章小結(jié)68-69
• 第5章 研究總結(jié)與展望69-71
• 5.1 研究總結(jié)69-70
• 5.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1068507