作為一種典型的化工過程強化設備,超重力反應器由于具有強化傳質(zhì)和混合的特性,已成功應用于精餾、吸收、廢水處理、納米材料制備等眾多領域,并且得到了越來越廣泛的認可。但在超重力反應器內(nèi)部,因為液體為分散相,氣體為連續(xù)相,反應器內(nèi)部的導熱系數(shù)比較低,不利于熱量的傳遞,加熱過程會存在加熱效率低、能耗大等問題。鑒于微波可以直接使溶液中的極性分子產(chǎn)生高頻振動、碰撞進而實現(xiàn)快速升溫的特征,本課題提出開展超重力耦合微波的強化給熱機制研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)多微波源微波反應釜內(nèi)溫度分布規(guī)律的實驗研究。在靜止反應釜內(nèi)選取了三個測量截面,分別利用紅外測溫儀和熱電偶進行溫度測量,考察了微波源的位置和數(shù)量對每個截面和整體水域的升溫規(guī)律以及溫度分布規(guī)律的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),位置較靠上的水更容易被加熱,其中上表面的水比底面的水的溫度高4-5℃,原因是波導位于腔體的上半部分,導致靠上位置的水加熱效率較高;在總輸出功率相同時,同時開啟雙微波源的加熱效率不如單微波源,這是由于雙微波源發(fā)射的電磁波會相互影響,從而削弱了微波反應器的加熱效率。(2)多微波源微波反應釜內(nèi)溫度分布規(guī)律的模擬研究。利用COMSOL Multi...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 傳統(tǒng)換熱方式簡介
        1.2.1 直接接觸式換熱
        1.2.2 間壁式換熱
        1.2.3 蓄熱式換熱
    1.3 微波加熱方式簡介
        1.3.1 微波加熱的原理
        1.3.2 微波加熱的特點
        1.3.3 微波加熱的應用研究
    1.4 超重力技術簡介
        1.4.1 旋轉(zhuǎn)圓盤反應器的工作原理
        1.4.2 旋轉(zhuǎn)圓盤反應器的傳熱研究
    1.5 本課題的研究目的、意義和內(nèi)容
        1.5.1 本課題的研究目的和意義
        1.5.2 本課題的主要內(nèi)容
        1.5.3 本課題的創(chuàng)新之處
第二章 多源微波反應器內(nèi)的溫度分布規(guī)律實驗研究
    2.1 引言
    2.2 實驗儀器及設備
    2.3 實驗裝置及流程
        2.3.1 實驗裝置
        2.3.2 實驗流程
    2.4 實驗方案及步驟
        2.4.1 實驗方案
        2.4.2 實驗步驟
    2.5 實驗結(jié)果與討論
        2.5.1 單微波源時水的溫度分布規(guī)律
        2.5.2 雙微波源時水的溫度分布規(guī)律
        2.5.3 單微波源與雙微波源加熱效果的對比
    2.6 本章小結(jié)
第三章 多源微波反應器內(nèi)的溫度分布規(guī)律模擬研究
    3.1 引言
    3.2 多源微波反應器內(nèi)溫度分布模擬方法的建立
        3.2.1 微波加熱控制方程
        3.2.2 構建幾何模型
        3.2.3 設定材料屬性
        3.2.4 添加物理場模塊
        3.2.5 設置邊界條件及初始值
        3.2.6 劃分網(wǎng)格
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 單微波源時水的溫度分布規(guī)律
        3.3.2 雙微波源時水的溫度分布規(guī)律
    3.4 多源微波反應器的優(yōu)化設計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 超重力-微波耦合場內(nèi)的溫度分布規(guī)律模擬研究
    4.1 引言
    4.2 實驗設備及流程
        4.2.1 實驗設備
        4.2.2 實驗流程
    4.3 模擬方法與步驟
        4.3.1 模擬方法
        4.3.2 模擬步驟
    4.4 模擬結(jié)果與討論
        4.4.1 旋轉(zhuǎn)圓盤上流體流動形態(tài)的研究
        4.4.2 反應器內(nèi)電磁功率損耗密度的模擬分析
        4.4.3 旋轉(zhuǎn)圓盤上流體溫度變化的研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
作者及導師簡介
附件



本文編號：3843326