微波化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科，而微波化学反应器则是整个微波化学反应系统的关键，它的设计既是一个涉及多学科交叉的问题，也是一个复杂的工程问题。目前已有的大功率微波化学反应器大多使用昂贵的大功率磁控管，也有的反应器采用两个小功率磁控管，但需要昂贵的大功率隔离器件，这些都大大提高了系统成本，从而制约了微波应用在化工领域的大规模推广。针对这些问题，本文提出了利用微波非相干功率合成技术采用多个小功率磁控管实现大功率微波化学反应器的设计方法，并对该方法进行了深入的研究。 根据反应物容量的实际大小、模式数最多和带宽内模式谱线分布最均匀的原则确定了腔体的尺寸。采用时域有限差分法(FDTD)分析了腔体内电磁场分布以及两个馈口间的隔离度随馈口极化方式与位置的变化。结果表明极化方向互相垂直的两馈口间的隔离度远大于极化方向相平行的两馈口间的隔离度；极化方向相平行的两馈口位置的变化会对隔离度产生一定的影响，但不显著。本文还采用了FDTD方法计算了单源激励和两源激励的场分布，结果发现两源工作时腔体内场强明显强于单源激励时的场强。 为合理设计微波化学反应器，我们需要了解具体化学反应的复等效介电常数随时间的变化，从而可以得知化学反应过程中整个反应系统对微波功率的吸收和反射特性。本文采用取样方法对1，2-二苯乙烷生成反应过程中的复等效介电常数进行了跟踪测量，由计算得到了复等效介电常数的实部和虚部。测量结果表明，该化学反应的复等效介电常数的实部随时间变化不大，但虚部随时间的变化非常四川大学硕士学位论文明显。结合此化学反应的反应机理对测量与计算结果进行了解释，并提出了微波加快该反应过程的具体控制方式。该实验结果对具体的微波化学反应器的设计，以及实际微波化学反应的控制都具有重要的指导意义。 经测试表明，使用两个小功率磁控管采用微波功率非相干合成技术的微波化学反应器大大提高了物质的加热速度，且温度分布相对均匀。温度分布的测试结果与数值计算结果吻合较好，说明了数值模拟的可靠性。以上结果说明基于微波非相干功率合成技术的低成本大功率微波化学反应器的设计方法是合理的，这为低成本的大功率微波化学反应器的设计提供了重要的理论依据，对微波应用在化工领域的推广具有重要的现实意义。关键词:大功率多磁控管非相干功率合成微波化学反应器等效介电常数