大尺寸高純石英玻璃沉積數(shù)值模擬.pdf

1、目前石英玻璃的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)主要包括電熔工藝，氣煉工藝，合成石英玻璃制造工藝，高頻等離子火焰熔制工藝。其中合成石英玻璃技術(shù)又包括化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝、氣相軸向沉積（VAD）工藝、等離子化學(xué)氣相沉積（PCVD）等。CVD工藝在生產(chǎn)大尺寸高純度的石英玻璃方面較其他方法具有較大優(yōu)勢。
　　本文首先對CVD工藝沉積爐內(nèi)非預(yù)混火焰進(jìn)行了理論分析，在此基礎(chǔ)上為提高某型號立式CVD沉積爐生產(chǎn)大尺寸高純度石英玻璃的性能，使用fluent軟件對

2、沉積爐內(nèi)溫度場與流場情況進(jìn)行了模擬。對原有模型進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。主要包括：調(diào)整了燃燒器的布置方式，考慮了石英玻璃沉積體的旋轉(zhuǎn)等等；對沉積爐結(jié)構(gòu)的部分細(xì)節(jié)進(jìn)一步修改，如燃燒器周圍開口，沉積爐爐膛底部開口，排氣口位置改變等等。分析了燃燒器各環(huán)氣體流速對沉積體溫度分布的影響，在此基礎(chǔ)上，提出了優(yōu)化燃燒器各環(huán)氣體流速的三種方案，并對結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　燃燒器的偏心可以使火焰低溫中心偏離沉積體頂部，從而達(dá)到消除偏峰現(xiàn)象的目的，而沉積體的

3、旋轉(zhuǎn)一方面改善沉積體周圍流場的情況，增強(qiáng)沉積體與周圍流體的換熱，另一方面可以使沉積體頂部溫度分布更加均勻。
　　通過單獨(dú)改變每一環(huán)路氣體流量分析各環(huán)氣體流量對于沉積體溫度分布以及沉積爐內(nèi)流場溫度場的影響，進(jìn)而提出燃燒器運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化方案；通過分析沉積爐內(nèi)各組分的濃度分布情況，更深入的理解氫氧與SiCl4的反應(yīng)進(jìn)程。提出了對燃燒器各環(huán)氣體流速的三種優(yōu)化方案，方案1為氫氧氣正常配比，方案2為富氫V形火焰，即中心流速高于邊部；方案3是富