д-р техн. наук, профессор кафедры «Тепло-энергетика и теплотехника» филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Волжском
DSc (tech.), professor of a chair of Thermal Engineering and Heat Engineering Department Volzhsky Branch of the National Research University “Moscow Power Engineering Institute”.
старший преподаватель кафедры «Промышленная теплоэнергетика» филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Волжском
senior lecture of a chair of Industrial Thermal Power Engineering Department of Volzhsky Branch of the National Research University “Moscow Power Engineering Institute”
аспирант кафедры «Тепломассообменных процессов и установок» ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва
postgraduate student of National Research University “Moscow Power Engineering Institue
Предметом исследования является процесс тепломассообмена в печах сопротивления при производстве карбида кремния. В общей физической модели процесса рассматривается твёрдое тело с газовыми полостями и внутренним тепловыделением. Твёрдая составляющая многокомпонентна и увлажнена. Учитываются теплопроводность при переменных теплофизических параметрах, переменная пористость, тепло химических реакций, процесс сушки твёрдой составляющей, генерация газовой составляющей в химических реакциях и перенос тепла фильтрационным потоком газа. Математическое описание процесса представляет собой систему из двух дифференциальных уравнений: уравнения теплопроводности для пористого тела с химически реагирующими компонентами и уравнения переноса тепла в процессе фильтрации газа через взаимосвязанные поры. Дифференциальные уравнения дополнены необходимыми замыкающими соотношениями. Замыкающие соотношения получены в результате рассмотрения моделей процессов, сопутствующих производству карбида кремния: сушки, расчёта поля давления в системе связанных пор, удельного тепла химических реакций и эффективного коэффициента теплопроводности. Полученная математическая модель позволяет определить температурные поля, подобрать варианты загрузок печи и режимов плавки при производстве карбида кремния.
The paper researches the process of heat and mass transfer in furnaces of the resistance in the silicon carbide production and considers a solid body with gas cavities and internal heat in general physical model of the process. Solid part is multicomponent and moist. The thermal conductivity with variable thermal parameters, variable porosity, the heat of chemical reactions, the process of drying the solid component, the generation of gas in chemical reactions and heat transfer seepage gas flow are taking into account. The mathematical description of the process is a system of two differential equations: the heat equation for a porous body with a chemically reactive components and heat transfer equation in the process of filtering the gas through the interconnected pores. Differential equations are supplemented by the necessary closing relations. Closing relations are the results of the considering of the processes model accompanying the silicon carbide production: the drying, calculating the pressure field in the system of interconnected pores, heat of chemical reactions and the effective thermal conductivity. The obtained mathematical model allows determining the temperature field, choosing variants of loading the furnace and regimes of melting in the silicon carbide production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.