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基于COMSOL的两种同轴式微波反应器加热效果的对比分析
Published in 2018
微波化学反应的研究，一般要求实验装置要具有尺寸小、工作频带等特点，基于这种要求，近年来一种同轴式的微波反应器应运而生。本文基于COMSOL Multiphysics® 软件，对两种不同结构的同轴式微波反应器进行对比分析。结构主体是由外导体和内导体形成的同轴腔体，内外导体由金属材料构成可承受一定的高压反应。反应器一端为短路面，另一端结构一填充了截锥形聚四氟乙烯插件，结构二为填充了一定厚度的柱形聚四氟乙烯。我们建立了两种结构的二维轴对称模型，通过电磁波-频域接口、层流接口以及流体传热接口对其进行模拟计算，探究不同介质下反应器的加热效果。数值仿真结果如图2、图3、图4所示，两种结构的同轴式微波反应器在处理低损耗介质（混合物料1）时均有较好的加热效果；处理高损耗介质（混合物料2）结构2 相对于结构一呈现出更加显著的加热不均匀性，说明其对物质的介电性质更为敏感，这在微波化学反应的研究中是不合适的。结果表明，我们优化过后的反应器相对于原有装置具有更宽的适用范围，具进一步优化开发的潜力。
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