還原爐是皮江法煉鎂還原工序的關(guān)鍵主體設(shè)備，還原爐從爐型選擇到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)再到車間系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，對(duì)其工程建設(shè)投資、生產(chǎn)實(shí)用性、能耗指標(biāo)、工藝技術(shù)指標(biāo)、生產(chǎn)運(yùn)行成本等，有著重要的影響。
　　還原爐是生產(chǎn)多晶硅的核心設(shè)備，其采用鐘罩式反應(yīng)器，將混合后的SiHCl3和H2從反應(yīng)器底部的眾多噴口噴入，SiHCl3和H2反應(yīng)，非均向成核生成多晶硅沉積在硅芯表面，逐漸長(zhǎng)大成硅棒，生長(zhǎng)過(guò)程中硅棒表面溫度1050~1100C。在非均向成核進(jìn)行的同時(shí)，SiHCl3和H2也發(fā)生均向成核反應(yīng)生成無(wú)定型硅粉，反應(yīng)的程度主要取決于溫度、配比等方面的因素。為避免均向成核產(chǎn)生大量的硅粉，流體采用混流，即噴嘴引入冷物流持續(xù)噴向高溫的硅棒表面，避免局部溫度過(guò)高引發(fā)爆米花和大量硅粉的產(chǎn)生，這種模式也決定了還原爐噴口直噴、氣流底進(jìn)底出的現(xiàn)有模式。也正因?yàn)榇?，高溫進(jìn)料（進(jìn)料溫度高會(huì)引起大量硅粉）及平推式反應(yīng)模型（比如噴口完全側(cè)噴、氣流底進(jìn)頂出）都是會(huì)失敗的。
　　流體力學(xué)模擬是個(gè)復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，小編為了簡(jiǎn)化說(shuō)明問(wèn)題，把復(fù)雜的計(jì)算和抽象的模擬舍棄，僅以幾個(gè)氣體射流基本公式來(lái)推理噴口流速的合理取值。
　　氣體射流是流體力學(xué)基本的模型，當(dāng)氣體從孔口或管嘴以一定的流速噴出后，由于射流為紊流流態(tài)，紊流的橫向脈動(dòng)造成射流與周圍氣體發(fā)生動(dòng)量交換，從而把相鄰的靜止流體卷吸到射流中來(lái)，兩者一起向前運(yùn)動(dòng)，于是射流的過(guò)流斷面沿程不斷擴(kuò)大，流量不斷增加。