Самойликов / Дз3 / №3

МОСКОВСКИЙ 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:

1. Привести расчетные схемы,

2. Расчет облученности и температуры поверхности подложкодержателя,

3. 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: j_Σ=48 шт,

Количество ГЛН в верхней зоне: j_в=3 шт,

Количество ГЛН в нижней зоне: j_н=3 шт,

Мощность ГЛН верхней зоны: Р_в=6000 Вт,

Мощность ГЛН центральной зоны: Р_ц=5000 Вт,

Мощность ГЛН нижней зоны: Р_н=5000 Вт,

Количество кольцевых зон подложкодержателя: i_Σ=60,

Ширина кольцевых зон подложкодержателя: h=8 мм,

Отражательная способность материала рефлектора: ρ=0.75,

Излучательная способность материала подложкодержателя: ε_пд=0.70,

Длина спирали ГЛН: L_сп=260 мм,

Диаметр спирали ГЛН: D_сп=2.2 мм.

Р асчётная схема.

Обозначения.

h_j - координата i – й кольцевой зоны.

L_j - координата j – й ГЛН.

Х_i(Х) - расстояние от j – й ГЛН до i – й кольцевой зоны.

Y_i(Y) - расстояние от ГЛН до подложкодержателя.

Е_ij - облучённость i – й зоны от j – й лампы.

Е_ijΣ - олучённость i – й кольцевой зоны от всех ламп.

φ(α) - угловой коэффициент излучения.

T_i - температура i – й кольцевой зоны Т_i – T .

C_пр - приведённый коэффициент.

ρ - коэффициент отражения.

P - мощность лампы.

ε_пир - степень черноты пирамиды.

С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела.

D - диаметр пирамиды.

d - диаметр водоохлаждаемого патрубка.

L_сп - длина спирали ГЛН.

d_пр - 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 h_i 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.”