基于响应面法对一种连续型矩形微波反应器加热效果的模拟优化
2021-08-26吴雁泽金光远邹鹏程韩太柏崔政伟
化学工业与工程 2021年4期
关键词:模型
吴雁泽,金光远*,邹鹏程,韩太柏,崔政伟
(1..江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122; 2.江南大学机械工程学院,江苏 无锡 214122)
连续流动反应器[1]是一种能让反应物料连续均匀地流入并且反应产物也能连续地从反应器中流出的装置,主要应用于有机合成、药物开发、分析科学及石油化工等领域。连续流动反应器有很多类型,包括连续流动微反应器[2]、连续流动管式反应器、连续流动釜式反应器和固定床反应器等。在很多情况下与间歇反应器相比,连续流反应器可以缩短反应时间,提高反应选择性,使合成过程更加安全绿色[3]。有机反应大多对反应温度有一定的要求,而微波加热则是提高反应物温度的一个较好的选择。微波加热由于其加热速度快、能量利用率高等优点,在化学工业中被广泛运用[4]。微波加热存在最重要的2个问题,一是微波穿透深度小,二是加热均匀性不高。虽然微波的穿透深度很小,但当微波加热与物料流动相结合,这一问题也被消除[5]。而加热均匀性的提高方法,例如改变反应物位置和形状[6]、改变反应器局部结构[7-8]、在反应器内设置转盘[9-11]或者搅拌器[11-12]等,也被国内外许多研究者所研究。
目前对于连续流微波反应器,很多学者研究了流场对温度场的影响,而对电磁场对温度场的影响讨论较少。为了提高连续流微波反应器的物料温升以及加热均匀性,本研究设计了一种具有特殊形状管道的连续流动矩形……
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