光纤拉丝炉温场稳定，气流均匀平稳

光纤预制棒在拉丝炉内的熔融主要是通过辐射传热的，辐射传热是依靠辐射实现热、冷物体间热量传递的过程，是非接触式的，也能在真空中进行。两个物体表面之间的辐射热量与两个表面之间的相对位置关系很大，当二者之间的位置不同时，由一个表面发出并落在另一个表面上的辐射能的百分数随之而异，从而影响到交换热量。由于拉丝炉内的气体为惰性气体，属于单原子透热体，所有面是散热的，且是灰体辐射，所以中心管与光棒之间的辐射传热速率Q12可表示为：

式（3.2.1）中，T1，T2分别为两物体的表面温度；S1为一物体的表面面积；Φ12为以S1为基准的角系数；C12为总辐射系数，其值与两物体的黑度、大小、形状和相对位置有关。

所以，需要探索拉丝炉内石墨中心管与预制棒之间的距离，从而使光纤拉丝处于最佳的状态。

在光纤拉丝过程中，为保证拉丝炉内部件在高温下不被氧化和烧损，需向拉丝炉中充入一定量的惰性气体，并使气体在炉壁和预制棒之间平行滑动，形成层流。在拉丝炉内，气流的扰动越小越好，因为不稳定的湍流状态会导致炉内温度波动，造成丝径波动和折射率分布的变化等不良影响。并且，如果拉丝炉内的气流发生变化时，拉丝炉内的粉尘颗粒可能会接触到石英玻璃光纤表面，从而影响光纤的质量。(www.xing528.com)

石墨中心管的内径与光纤预制棒直径的比例、保温炉与退火管之间的距离等都会影响光纤丝径波动。以石墨中心管与光纤预制棒的直径比为例，它对光纤丝径的波动会产生影响。设光纤预制棒的直径为D，则对应拉丝炉中心管的直径就可以用预制棒直径D来表示，选取不同直径的中心管进行拉丝，当中心管的内径是预制棒内径的1.15～1.2倍时，在此内径范围的中心管拉丝出来的石英光纤丝径能够保持在较为理想的状态。

经研究证实，在拉丝炉延长管下方安装保温退火炉，能够使从拉丝炉出来的光纤温度呈现梯度缓慢降低的趋势，从而保证光纤得到充分退火及应力释放。因保温退火炉内温度较高，炉内热气与光纤接触会导致光纤抖动加剧，导致裸光纤丝径不稳定等异常现象，因此需要合理确定退火炉与炉下口延长管之间的距离，以最大限度地降低退火保温炉位置造成的光纤抖动及丝径均匀性降低的问题。经验表明，当保温退火炉与延长管之间的距离在1.1～1.3m范围时，此距离能够保证高速拉丝下光纤丝径均匀性处于较好的水平，通常能够达到石英玻璃光纤直径的均值与标准差分别为125.0μm和0.2μm的标准。

图3.2.2　拉丝炉示意图

光纤拉丝炉通过科学合理的惰性气体层流设计，保证了拉丝炉内温场稳定性和气流均匀平稳，从而确保光纤拉丝时丝径均匀稳定、光纤强度、衰减与圆度良好稳定、均匀（图3.2.2）。