摘要：目前,工业上生产多晶硅主要采用改良西门子法,多晶硅氢化炉是改良西门子法工艺的关键设备,通过该关键设备,工艺过程中大量的副产物四氯化硅可转化成制备多晶硅的原料气体。多晶硅氢化炉的转化率大小对制备多晶硅的效率有重要的影响。本文建立了多晶硅氢化炉的计算模型,分析气体在炉内的分布规律,考察气体流动、传热与炉子的结构对转化率的影响。通过FLUENT模拟多晶硅氢化炉在不同操作条件下的过程,可以使炉内的流动情况、温度分布、浓度分布实现可视化,有助于更好的理解和研究多晶硅氢化炉内的复杂物理化学过程。论文通过把组分生成速率作为质量传递方程的源项,确定反应与质量传递间的耦合关系,以Arrhenius公式确定组分生成速率,建立了氢气和四氯化硅系统中物质动量、热量及质量传递的耦合数学模型,通过FLUENT程序,计算了进气速度、进气摩尔比、加热功率和炉子高度对多晶硅氢化炉转化率的影响,并对这些参数进行优化。与文献中的相关数据对比表明,模型与算法是准确有效的。结果表明在一定的条件下,多晶硅氢化炉的转化率随着进气速度的增大先呈现升高的趋势,当速度增大到一定值时,转化率不再升高；进气摩尔比对多晶硅氢化炉的转化率的影响也是比较明显的,多晶硅氢化炉的转换率随着氢气与四氯化硅的摩尔比增大而增大；加热功率对多晶硅氢化炉内的温度影响比较大,加热功率越大,炉内温度越高,多晶硅氢化炉的转化率也越大。结果表明当四氯化硅与氢气摩尔比为1：5,进气速度为10m/s,加热功率为1800kW,炉子高度为3200mm时,多晶硅氢化炉的转化率最高,为27.94%。