文章摘要:以单个硅颗粒氮化反应缩核模型为基础，建立了硅颗粒在输送床内反应、辐射与对流传热耦合的数学模型，并借助CFD软件FLUENT对输送床内能质传输过程进行了数值模拟，分析了输送床壁面温度、氮气流量、预热温度、硅粉粒径等因素对输送床内温度场和硅粉氮化率的影响。在数值计算域内将单个颗粒反应过程转化为颗粒群整体反应过程，实时监测颗粒粒径及未反应硅颗粒粒径，为数值模拟颗粒流反应提供一种新思路。当壁面温度高于1723K，输送床内会出现一高温区加速硅粉氮化反应；反应温度越高、颗粒粒径越小，氮化过程愈剧烈，硅粉到达完全氮化所需时间愈短。模型表明为使粒径为2.5μm的硅粉达到完全氮化且输送床内最高温度不超过氮化硅的分解温度2173K，应控制输送床壁面温度在1773K，氮化时间在170s以上，预热温度在1273K，粉气比为0.2，稀释剂比例在0.5至1之间。

文章关键词:氮化硅,能质传输,颗粒流,数值模拟,流态化,直接氮化,输送床,

项目基金:国家自然科学基金项目（No.51106008）,

论文作者:张朝¹ 康鹏¹ 韩嘉维¹ 王立^1,2 

作者单位:1. 北京科技大学能源与环境工程学院 

论文DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1191

论文分类号: TQ174.758.12

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文章来源：皮革与化工 网址: http://pgyhg.400nongye.com/lunwen/itemid-66613.shtml

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