физическое моделирование течений в тигле
под действием аксиальных вибраций кристалла
,
Российский химико-технологический университет им. (Москва, Россия)
*****@***ru
В работе методом физического моделирования исследована структура потоков жидкости, возникающих при низкочастотных вертикальных колебаниях модели кристалла в конфигурации метода Чохральского. Исследована эволюция потоков с изменением определяющих параметров (физических свойств жидкости, параметров колебаний и геометрических характеристик системы). Рассмотрен изотермический случай.
В качестве модельной жидкости использовалась вода и водоглицериновые смеси с вязкостями 1, 30, 70, 100 сПз. Варьировались следующие параметры: амплитуда, частота, радиус и величина заглубления модели кристалла относительно свободной поверхности жидкости. Амплитуда колебания кристалла изменялась в диапазоне 88-326 мкм, а его частота варьировалась в двух диапазонах: 65+5 Гц и 132+5 Гц. В качестве модели кристалла использовались три алюминиевых диска толщиной 7 мм и радиусами 7.5, 10 и 15 мм. Величина заглубления модели кристалла варьировалась дискретно (-1 мм, 0 мм и +1 мм относительно свободной поверхности жидкости).
Исследовано влияние вязкости модельной жидкости, а также диаметра кристалла и величины его заглубления на динамику потоков и устойчивость симметрии потоков жидкости. Построена картина эволюции потоков для жидкости с вязкостью 1 сПз при изменении положения фронта модели кристалла. Обнаружено явление инверсии потоков вблизи вибрирующей кромки кристалла с ростом вязкости жидкости в диапазоне 1-30 сПз.
