Самойликов / Дз3 / №3
.docМОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №3
Тема: РАСЧЕТ ИНФРАКРАСНОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.
Выполнил: студент группы АиЭМ-43
Иванов А.В.
Преподаватель: Самойликов В.К.
Москва 2002
В кварцевой реакционной камере производится термическая обработка подложек, размещаемых на вращающемся подложкодержателе, изготовленном из графита. Для нагрева последнего используется инфракрасный метод.
Выполнить:
-
Привести расчетные схемы,
-
Расчет облученности и температуры поверхности подложкодержателя,
-
Построить графики распределения облученности и температуры по поверхности подложкодержателя.
Данные для расчета:
Диаметр подложкодержателя: D=200 мм,
Расстояние между панелями: М=300 мм,
Расстояние между лампами противоположных панелей: А=270 мм,
Расстояние от линии до оси первой лампы: l0=16 мм,
Расстояние до центровой линии: h0=18 мм,
Шаг расположения ламп (ГЛН): k=45,
Общее количество ГЛН в печи: jΣ=48 шт,
Количество ГЛН в верхней зоне: jв=3 шт,
Количество ГЛН в нижней зоне: jн=3 шт,
Мощность ГЛН верхней зоны: Рв=6000 Вт,
Мощность ГЛН центральной зоны: Рц=5000 Вт,
Мощность ГЛН нижней зоны: Рн=5000 Вт,
Количество кольцевых зон подложкодержателя: iΣ=60,
Ширина кольцевых зон подложкодержателя: h=8 мм,
Отражательная способность материала рефлектора: ρ=0.75,
Излучательная способность материала подложкодержателя: εпд=0.70,
Длина спирали ГЛН: Lсп=260 мм,
Диаметр спирали ГЛН: Dсп=2.2 мм.
Р асчётная схема.
Обозначения.
hj - координата i – й кольцевой зоны.
Lj - координата j – й ГЛН.
Хi(Х) - расстояние от j – й ГЛН до i – й кольцевой зоны.
Yi(Y) - расстояние от ГЛН до подложкодержателя.
Еij - облучённость i – й зоны от j – й лампы.
ЕijΣ - олучённость i – й кольцевой зоны от всех ламп.
φ(α) - угловой коэффициент излучения.
Ti - температура i – й кольцевой зоны Тi – T .
Cпр - приведённый коэффициент.
ρ - коэффициент отражения.
P - мощность лампы.
εпир - степень черноты пирамиды.
С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела.
D - диаметр пирамиды.
d - диаметр водоохлаждаемого патрубка.
Lсп - длина спирали ГЛН.
dпр - приведённый диаметр системы охлаждения.
h0 - расстояние от линии а – а до подложкодержателя.
L0 - расстояние от линии а – а до центра первой ГЛН.
k - шаг ГЛН.
h - ширина кольцевой зоны подложкодержателя.
f - расстояние от центра ГЛН до отражателя.
А - расстояние между лампами противоположных панелей.
М - расстояние между противоположными панелями отражателя.
Расчёт.
Для каждой кольцевой зоны i определяются ее координата и координата лампы по оси X (из рисунка видно, что координаты ламп по оси Y не изменяются).
;
;
мм.
Определяем интенсивность излучения:
;
Интенсивность излучения ламп верхней зоны:
Вт/м2.
Интенсивность излучения ламп средней зоны:
Вт/м2.
Интенсивность излучения ламп нижней зоны:
Вт/м2.
Облученность кольцевой зоны hi от прямого излучения ламп 1-й панели рассчитывается по формулам:
Облученность при отражении ламп в 1-й панели:
Облученность от ламп 1-й панели, зеркально отраженных во второй и третьей панелях:
Прямая облученность от ламп 2-й и 3-ей панелей
здесь .
Облученность от отраженных ламп во 2-й и 3-ей панелях:
Облученность от ламп, отраженных в 1-й панели:
Температуру i-й зоны определяем по формуле:
мм.
В результате трудности вычислений расчет проводим с использованием компьютерных средств, в программе Exel.
Результаты расчета облученнности и температуры подложкодержателя:
Используемая литература.
В.К. Самойликов “Теплообмен излучением и его использование в физикотермическом оборудовании.”