可控溫度的小型熱交換機的研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來越多的新型半導(dǎo)體材料開始步入人們的視線，如氧化鋅、氮化鎵等，而 MOCVD（金屬有機化學(xué)氣相沉積）設(shè)備則是該產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的一環(huán)。MOCVD設(shè)備可以在一定溫度、壓力等條件下以氣體反應(yīng)物生產(chǎn)高精度的半導(dǎo)體單晶。反應(yīng)腔為設(shè)備中最重要的一環(huán)，而溫度的控制則是工藝的重點。反應(yīng)氣體通過噴淋輸入到反應(yīng)腔體，噴淋表面的溫度控制是其中的重要一環(huán)。為了實現(xiàn)對噴淋表面的溫度控制，需要在MOCVD設(shè)備中加入換熱裝置以及溫控系統(tǒng)，這種換熱

2、裝置要求體積小、換熱功率高、溫度控制精確。目前，這種小型化可控溫度的熱交換機在國內(nèi)很少有廠家生產(chǎn)，主要依賴進口，價格高、維修不便。本文的主要目的是研究一款小型的大功率可控溫度的熱交換機，從而降低成本，提高競爭力。
　　首先，本文對熱交換機中的核心，即板式換熱器，進行了仿真。建立了板式換熱器的單流道模型，并檢驗了網(wǎng)格敏感性。計算了同一模型在不同的網(wǎng)格劃分情況下，努賽爾數(shù)和摩擦因子的大小，并選定了0.65 mm作為最大網(wǎng)格尺寸。將模擬

3、結(jié)果與相關(guān)文獻比較，證明了模擬結(jié)果是可靠的。
　　其次，本文對通過正交試驗，以較少的試驗組數(shù)實現(xiàn)了對板式換熱器的三個波紋參數(shù)的研究。設(shè)計了正交試驗，并對相同工況下，對具有不同波紋參數(shù)的板片的單流道模型進行了仿真。使用統(tǒng)計軟件對仿真結(jié)果進行分析，得到了各個參數(shù)對換熱性能以及壓降性能的影響。根據(jù)文獻，對換熱器的評價因子進行計算和分析。根據(jù)評價因子對波紋參數(shù)進行了優(yōu)化，得到了最優(yōu)的波紋參數(shù)。之后對最優(yōu)參數(shù)板片的雙流道模型進行模擬，證明了