光纤用石英砣制砣间空气流场的研究

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1、实验与研究光纤用石英砣制砣间空气流场的研究Theresearchofoptical-fiberwithquartzslidingmanufacturingplant’sairflowfield褚世君孙丽丽李文彦秦卫光张锦白凤茹刘晓光（久智光电子材料科技有限公司，河北廊坊065001）摘要：利用数值模拟，对等离子外沉积制砣系统中空气流场调整和改进，得到不同空气流场。试验发现在进气布局调整后，空气流场得到明显的改善，挥发物位置的气流结构改善更有利于挥发物的排出，减弱了制砣位置的卡门漩涡，有利于避免挥

2、发物污染，得到高洁净度的石英砣。实验表明改进空气流场能加速挥发物的排出，有利于提高光纤用石英砣的整体质量。关键词：数值模拟；等离子制砣；挥发物；空气流场Abstract：Usingthenumericalsimulation,adjustandimprovetheairflowfieldoftheopticalmanufacturingplantwithwitchtheopticalmanufacturingsystembasedontheplasmasurfacedepositiontechn

3、ique,toobtainthedifferentairflowfield.Wediscoverdobviousimproveoftheairflowfieldthroughourexperiments,andtheimprovementofairflowstructureonthevolatilesofthepositionisconducivetoeliminatevolatiles,weakenedthevonKarmanvorticesonthepositionofsliding-man

4、ufacture,isconducivetoavoidthepolluteofvolatiles,toobtainhighpurityquartzsliding.Experimentsprovedthatimprovetheairflowfieldtobeabletospeedthevolatiles’elimination,andtoenhancetheoverallqualityoftheoptical-fiberwithquartzsliding.Keywords：numericalsim

5、ulation;plasmamanufacturingsliding;vortices;airflowfield中图分类号：TB491文献标识码：B文章编号：1003-8965(2014)06-0042-031引言能持续的带走不断产生的挥发物，带走制砣间内多余的热量，因此气流的流速和流动图形对制砣间内的洁净度有着“宽带中国”战略目标是到2015年末，城市家庭带极其重要的影响。宽达到20M以上，农村家庭达到4M以上，东部发达地[1]3数值模拟计算区的省会城市家庭达到100M。在此背景下，国内光纤市

6、场发展迅猛。作为制造光纤的主要材料，衬套管占据了光纤成本的约90%，但由于高质量光纤对衬套管高洁净本模拟是基于高频等离子外沉积设备（设备及工艺度的要求，光纤用衬套管主要依赖进口。提高国产光纤用细节为保密内容）进行的。采用不同的进气位置和压力生石英砣的质量至关重要。提高光纤用石英砣质量有两个关长直径为180mm的光纤用石英砣。采用双进气口对进气键因素，（1）提高洁净度；（2）降低羟基含量。等离子进行多步改造，具体为：（1）传统进气口；（2）床面进外沉积工艺能有效解决所得石英砣的羟基问题，然而，等气

7、口；（3）复合进气口（传统进气口与床面进气口组合）。离子外沉积的固有工艺特征会产生大量的挥发物，挥发物进气口位置如图1所示。会污染正在制备的石英砣。因此，挥发物的有效排放称为影响等离子外沉积法制造石英砣质量的关键因素。本文对原有等离子制砣间的空气流场进行了分析改进，应用有限元法对全局空气流场进行了数值模拟计算，分析了进气布局及进气压力控制的改进对石英砣洁净度的影响，并对其机理进行了讨论。2理论分析图1进气口位置示意图空气流场是指制砣间内的气流走向及分布，对挥发3.1空气流场数值模拟物的排出极其重

8、要。空气流场主要由进气口位置、排气口为了对空气流动进行定量分析，我们对空气流进行位置、进气压力、排气压力决定。了数值模拟计算。计算中空气的入口速度、入口温度、入空气流场中气流运动方向及流动速率在等离子外沉口压强作为已知条件给出。其他物理性质及参数如表1所积发制砣过程中有着非常重要的作用，空气流动过程中，示。本工作获得国家863计划（课题编号2013AA031502）的资助。42实验与研究表1空气的物理性质及参数带走挥发物，保持制砣间的洁净度；（3）在靠近石英砣ItemValue的位置附近不能有挥