螺旋状结构硅碳棒发热效率略高于栅状结构，但是从硅碳棒加工和安装的难易程度来看，栅状结构要容易一些。栅状结构分为巧根细电阻条，以每5根为一组，从改变结构角度出发，结合对栅状结构改变间隔之后分析的发热效率结果可知，栅状结构在结构做出适当的调整之后，可以有效地改善发热效率。同时该结构易于硅碳棒加工成型也使得改变间隔，调整结构从而对发热做出有效改善具有了可行性。相比之下，螺旋状结构硅碳棒，结构复杂，硅碳棒加工难度较大。螺旋结构硅碳棒高强石墨电阻条横截面积很小，且其只有两端两个连接点作为接线柱同时也是固端，所以，该结构稳定地固定在热熔壳体内部有一定的难度。

       实验中过程中产生的振动对结构造成损坏的可性会较大。如果安装效果不通过软件仿真计能算结果可知，螺旋结构硅碳棒在能较好地满足发热需求，但是实际实验中的加工和安装有一定的难度。另外，第二章关于增强传热的措施里，通过改变硅碳棒的结构，大直径硅碳棒换为小直径硅碳棒，增大硅碳棒表面积，理论上可以很好地改善传热。所以，栅状结构和螺旋状结构的设计，既满足了对硅碳棒发热效率的需求，同时也能提高传热效率。两种结构有一个共性在于，二者都在一定的空间内通过改变结构使得具有较低电阻率的高强石墨材料的电阻得到了大幅度的提高。以上可见，栅状结构和螺旋状结构的设计是合理的且各有优势。

       在此分析的基础上得出:作为硅碳棒结构，出于对发热效率高低的考虑，由于笔者没有将螺旋状结构硅碳棒进一步应用于实验中，所以在理论上选择螺旋状结构更好。但是出于实际操作的考虑，结合实验背景，选择栅状结构。

        最后，对螺旋状结构的硅碳棒的安装及应用从理论的角度提出改进措施。目的在于间接增加结构的稳定性，使其安装方便以及在使用的过程中不会发生发热元件倾倒或者较大程度的损坏的现象。提出的措施是:在螺旋状结构硅碳棒中间加入圆筒状陶瓷材料，相当于将螺旋结构缠绕在圆筒外壁。这样，只要安装并固定好由陶瓷材料制成的圆筒，其外壁的螺旋结构也就安装好了。这种情况下，螺旋状结构两端的接线柱只需接线而不需要考虑充当整体结构的固定点了。这里陶瓷材料建议选择氧化铝基工程陶瓷材料，该材料的特点是:耐高温、较高的强度、较大的硬度、抗氧化性强、电绝缘以及耐腐蚀等(陈晨等，2004)。选择该材料的好处是:(1)螺旋结构通电时，里面的材料是绝缘体，不用担心漏电现象的产生。(2)即使在实验过程中产生了较大的振动，工程陶瓷材料较高的强度和较大的硬度可以大大降低硅碳棒的直接损坏。

        在前文分析得出栅状和螺旋状两种结构的硅碳棒发热效率相对较好的前提下，对其各自作为硅碳棒时的孔壁温度场分布进行模拟分析。栅状结构硅碳棒孔壁温度场分析模型的建立根据图4-1建立整体模型，由内到外分别是硅碳棒、空气、高温合金钢、热熔材料、砂土和45号钢。各材料参数如下表:当硅碳棒温度设置为1000 ℃时，模型到达稳定状态时，温度分布如下图所示:(分析的重点在于径向温度的分布，不考虑轴向温度的变化)由上图可知，随着离硅碳棒径向距离的增加，整体温度呈现下降趋势，并到达一定距离时趋于稳定。但是，在28-35mm范围内，温度下降趋势并不显著。将该范围内温度变化放大，如下图所示:

        由上图可知，硅碳棒1000 ℃的温度，传热到高温合金钢即成型短节时的温度约为629.5℃。成型短节内外壁的温差较小，当温度传递到热熔材料和砂土中时，温度开始急剧下降，温度传递一定距离之后，开始趋于稳定。http://www.zbqunqiang.cn/