CVD腔室流体换热计算

陈英男

摘 要：CVD 腔室需维持一定的温度来保证工艺环境稳定及防止工艺气体冷凝。流体加热因相对电加热而言有更好的柔性，而被较多的采用。本文结合CVD腔室的流体换热计算过程，描述流体换热的影响因素，可用于换热系统的设计选型及参数调节。并可推广至其他类似的流体换热设备。

关键词：压力；流量；换热；流体；计算

CVD 腔室需维持一定的温度来保证工艺环境稳定及防止工艺气体冷凝。流体加热相对电加热而言有更好的柔性，当腔室温度低时流体对其加热，当工艺进行时腔室温度升高，流体对其冷却。因电加热无法实现冷却，及其加热、控温系统较复杂。所以流体加热被较多的采用。本文结合CVD腔室的流体换热计算过程，描述流体换热的影响因素。可用于换热系统的设计选型及参数调节。流体换热计算主要包括流体压力、流量及热计算。计算需从一个已知条件开始，如管路长度、直径等管路信息，及管道入口压力或流量等信息。可先根据经验设定，计算完成后依据计算结果进行修正，并重新计算。一般先假定流量求解压力损失。

1 压力损失计算

流体在流动过程中会产生较大的压力损失，总的压力损失由沿程阻力损失、局部阻力损失和高度压力损失组成。

2 沿程阻力损失计算

计算时先根据已知信息计算相对粗糙度n 和雷诺数 Re，再根据Re与n的值在莫迪图中找出λ的值。CVD设备常用的光滑钢管、铜管等k值在0.01—0.05（mm），橡胶管k值在0.01—0.03（mm）。不同流动状态时λ的影响因素如下：