Modelowanie przepływu przez pionowy reaktor epitaksjalny

• Autorzy: Grygoriev A. , Jeżowiecka-Kabsch K. , Szewczyk H.

Warianty tytułu

EN

Modelling of the flow in the vertical MOCVD reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zanalizowano przepływ mieszaniny reagentów w pionowym reaktorze epitaksjalnym. Przeprowadzono fizyczne modelowanie nieizotermicznego, laminarnego przepływu mieszaniny gazów w komorze reaktora. Kryteria podobieństwa, wyprowadzone na podstawie analizy wymiarowej, wykorzystano do zwymiarowania modelu. Przeprowadzono dymową wizualizację przepływu w modelu komory. Zanalizowano wpływ ukształtowania części wlotowej i różnicy gęstości doprowadzanych gazów na kształt bryły prędkości. Badania wizualizacyjne potwierdziły, że stabilność powierzchni rozdziału gazów decyduje o ich przepływie w komorze. Na podstawie wyników badań wizualizacyjnych zaproponowano modyfikacje ukształtowania wlotu do komory oraz organizacji procesu zasilania pionowego reaktora epitaksjalnego.

EN

The flow pattern of the mixture of reacting substances in a vertical MOCVD reactor was studied. The physical modelling of a non-isothermal laminar flow of mixture of gases in a reaction chamber was performed. Parameters of the model, based on the criteria of similarity conservation, were determined by means of the dimensional analysis. Flow visualization in the model of the reaction chamber was performed using a smoke tracer technique. The effect of the shape of the chamber inlet was analysed, as well as the difference in densities of the used gases on the velocity distribution. The flow visualization experiments proved that the stability of a separating surface determines a flow pattern in the chamber. On the basis of the results yielded of the flow visualization experiments some modifications of the chamber inlet shape and the method of injection in the vertical MOCVD reactor were proposed.

Słowa kluczowe

PL

chemia; gazy; reaktor

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 22, z. 3
• Strony: 505--525
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grygoriev A.

• Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej

autor

Jeżowiecka-Kabsch K.

• Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej

autor

Szewczyk H.

• Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• [1] RAZEGHI M., The MOCVD Challenge, Vol. 1, 1998, Bristol, IOP Publishing Ltd.
• [2] JURGENSEN H., Large-scale MOVPE production systems, Microelectronic Engineering, 1992, Vol. 18,119.
• [3] JEZOWIECKA-KABSCH K., SZEWCZYK H., GRIGORIEW A., TLACZALA M., PANEK M., KORBUTOWICZ R., Modelowanie nieizotermicznego przepływu przez reaktor epitaksjalny, XII Krajowa Konferencja Mechaniki Płynów, Rzeszów-Jawor k/Soliny, 1996, t. 1,241.
• [4] WANG C. A., GROVES S. H., PALMATEER S. C, WEYBURNE D. W., BROWN R. A., Flow visualization studies for optimization of OMVPE reactor design. Journal of Crystal Growth, 1986, Vol. 77,136.
• [5] GRIGORIEW A., Modelowanie nieizotermicznego przepływu w reaktorze epitaksjalnym, Raporty Inst. Tech. Ciepl. P. Wr. seria PRE nr 48, Wroclaw, 1999, 103.
• [6] JENSEN K. F., Transport phenomena and chemical reaction issues in OMVPE of compound semi¬conductors. Journal of Crystal Growth, 1989, Vol. 98,148.
• [7] MAKAROV YU. N., ZHMAKIN A. I., On the flow regimas in VPE reactors, Journal of Crystal Growth, 1989, Vol. 94,537.
• [8] MAKAROV YU. N., ZHMAKIN A. I., Simulation of flow and deposition in vertical MOVPE reactors, Leningrad, FTT, 1988,59.
• [9] Mechanika płynów. Teoria I zastosowanie, K. Jeżowiecka-Kabsch,(red), 1984, Wrocław, PWr.
• [10] SEDOV L. I., Metody podobia i razmiernosci w mechanike, 1977, Moskva, Nauka.
• [11] ZiEREP J., Kryteria podobieństwa I zasady modelowania w mechanice płynów, 1978, Warszawa, PWN.
• [12] Encyklopaedia of Fluid Mechanics, Vol. 1,1986, Houston, Gulf Publishing Company.
• [13] KASPRZAK W., LYSIK B., Analiza wymiarowa w projektowaniu eksperymentu, 1974, Wrocław, PWr.
• [14] KUDELA H., SZEWCZYK H., Identyfikacja i optymalizacja złożonych procesów fizycznych z wykorzystaniem analizy wymiarowej, XIX Sympozjum nt. Modelowanie w mechanice, Gliwice-Szczyrk, 1980, 225.
• [15] SzARGUTl.,Termodynamika techniczna, 1991, Warszawa, PWN,.
• [16] PROSNAKW.J., Mechanika płynów, 1970, Warszawa, PWN,.
• [17] JEZOWIECKA-KABSCH K., SZEWCZYK H., GRIGORIEW A., TLACZALA M., PANEK M., KORBUTO-WICZ R., Kryteria podobienstwa przepływu w reaktorze epitaksjalnym I jego modelu, XXXV Sympozjum nt. Modelowanie w mechanice, Gliwice-Wisła, 1996, t. 1, 85.
• [18] Gaz Encyclopaedia, L'air Liquide, Elsevier Science Publishing Company Inc., 1976.
• [19] KAUNOWSKI E., Przekazywanie ciepła, 1974, Wroclaw, PWr.
• [20] HUSSAIN A. K., CLARK A. R., On the coherent structure of the axisymmetric mixing layer. A flow-vizualization study. Journal Fluid Mechanic, 1981, Vol. 104,263.
• [21] MERZKIRCH W., Flow vizualisation, 1987, Orlando, Academic Press.
• [22] KUDELA H., Modelowanie zjawisk hydrodynamicznych metodami dyskretnych wirów, Pr. Nauk. Inst. Techn. Ciepln. PWr., nr 48, Monografie nr 25, Wrocław, 1995,120.