[发明专利]面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法

权利要求书

1.面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、建立异形薄壁碳/碳复合材料结构化学气相渗透工艺成型理论模型；

S2、设计面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器的数字化模型；

S3、搭建仿真模型模拟限域反应器内不同区域的多物理场耦合行为；

S4、分析限域反应器设计参数对限域反应器内不同区域流场与浓度场、沉积速率、沉积均匀性的影响规律；

S5、给出异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计参数，实现面向异形薄壁碳/碳复合材料结构快速均匀致密化的限域反应器按需定制。

2.根据权利要求1所述的面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法，其特征在于：步骤S1所述的异形薄壁碳/碳复合材料结构的壁薄厚度为3mm～10mm；

步骤S1所述的异形薄壁碳/碳复合材料结构化学气相渗透工艺成型理论模型包括限域反应器内不同区域的化学反应动力学模型、限域反应器内不同区域的气体流动模型、限域反应器内不同区域的气体扩散模型和预制体致密化模型，限域反应器内不同区域包括无预制体区域和有预制体区域内；

其中，限域反应器内不同区域的化学反应动力学模型考虑化学气相渗透工艺成型过程中限域反应器内不同区域的均相与非均相反应机理建立；

限域反应器内不同区域的气体流动模型考虑化学气相渗透工艺成型过程中限域反应器内不同区域的气体流动机制建立；

限域反应器内不同区域的气体扩散模型考虑化学气相渗透工艺成型过程中限域反应器内不同区域的气体扩散机制建立。

3.根据权利要求2所述的面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法，其特征在于：限域反应器内不同区域的化学反应动力学模型包括限域反应器内无预制体的区域内的化学反应动力学模型和限域反应器内有预制体的区域内的化学反应动力学模型；

其中限域反应器内无预制体的区域内的化学反应动力学模型中均相反应方程式如下：

2CH₄→C₂H₄+2H₂                                               (1)

C₂H₄→C₂H₂+2H₂                                                (2)

3C₂H₂→C₆H₆                                                  (3)

C₆H₆→C₆                                                   (4)；

限域反应器内有预制体的区域内的化学反应动力学模型中非均相反应方程式如下：

CH₄→C+H₂                                                   (5)

C₂H₄→2C+2H₂                                                 (6)

C₂H₂→2C+2H₂                                                 (7)

C₆H₆→6C+3H₂                                                (8)。