总角系数对比结合40对硅碳棒的计算结果，图5为40对、60对和84对硅碳棒还原炉的总角系数对比。从可见，84对硅碳棒还原炉径向热辐射的总角系数最小，其平均值大约是40对硅碳棒的73.1％，是60对硅碳棒的86.2000，径向热辐射功率根据辐射功率计算公式:其中即为角系数。在温度与黑度系数相同的条件时，其中v为硅碳棒对数，势为硅碳棒直径。为不同直径时，径向热辐射功率yzN的变化曲线。径向热辐射单位能耗径向热辐射单位能耗，是指在一定的沉积时间，硅碳棒直径按一定的速度生长，径向辐射到还原炉筒壁的总热量累积与此时硅碳棒总质量的比值，如下式，结合40对硅碳棒的计算结果，为40对、60对和84对硅碳棒还原炉的径向热辐射单位能耗。从图可见，径向热辐射单位能耗随硅碳棒数量增多而减小，84对硅碳棒比60对硅碳棒和40对硅碳棒还原炉具有更好的节能优势。同时随着直径增加，径向热辐射单位能耗减小，在硅碳棒最终为cp200mm时，84对硅碳棒和60对硅碳棒分别相对40对硅碳棒还原炉的径向热辐射单位能耗为71.74%和83.79000。通过程序计算了60对硅碳棒和84对硅碳棒还原炉硅碳棒径向热辐射的角系数。两种炉型的还原炉每层硅碳棒和总角系数和径向热辐射单位能耗随着硅碳棒数量和直径增加而减小，相对40对硅碳棒还原炉，节能效果明显。以18对硅碳棒多晶硅还原炉为研究对象，通过热量平衡，分析了硅碳棒辐射散热Q，进出气相物料烩变Q，以及反应热b，计算了不同生长阶段还原电源系统需要供给的总功率P。同时结合多晶硅的电阻特性和欧姆定律，得到18对硅碳棒多晶硅还原炉的U-I曲线。在此基础上分析了还原炉内壁黑度。硅碳棒表面温度T,SiHCI:的进料曲线和硅碳棒长度L等对U-I曲线的影响。最后与实际运行过程中的U-I曲线进行了对比分析。本文结果可以直接作为18对硅碳棒多晶硅还原炉电源系统的U-I曲线，分析过程和计算方法也可为其他类型的多晶硅还原炉U-I曲线设计提供参考。在改良西门子法制备多晶硅工艺过程中，还原炉配套电源系统为硅碳棒自身电阻性发热提供能量，维持硅碳棒表面温度)1000℃左右，SiHCI:和H发生化学气相沉积反应生成多晶硅。多晶硅在生长过程中，硅碳棒直径从细变粗，电阻逐渐变小，所以电源系统所供给的功率不仅要满足还原炉的热量需求，其电压U和电流I还要在很大范围内可调。U-I曲线作为还原电源系统的设计依据，对电气调功系统和变压器的设计和选型都至关重要。U-I曲线受还原炉结构型式、工艺运行参数以及硅碳棒的电阻特性等多重因素影响。目前国内基本依靠经验，缺乏从理论上提出U-I曲线的公式或模型，使得新型还原炉在电源系统设计时与实际存在较大偏差，影响还原炉的正常运行和效率。本文从还原炉内热量平衡分析入手，以18对硅碳棒多晶硅还原炉为研究对象，计算了硅碳棒辐射散热Ql，进出气相物料烩变QZ，反应热Q:以及还原电源所需供给的总功率P。结合多晶硅碳棒负载的电阻特性和欧姆定律，得到18对硅碳棒多晶硅还原炉的U-I曲线。同时还讨论了还原炉内壁黑度。硅碳棒表面温度T,SiHCI:的进料曲线以及硅硅碳棒高度等对U-I曲线的影响，并与实际运行的还原炉U-I曲线进行了对比和分析。http://www.zbqunqiang.cn/