节能减排、绿色可再生等要求促进了电能利用设备的发展。微波加热能够直接把微波场能量作用于被加热物体上,从而具有速度快、可控性强、加热效率高等诸多优点,已经广泛运用在冶金、农产品干燥、化工以及特殊材料制备等诸多领域。微波反应腔是微波加热的关键设备,不同的微波反应腔将会带来不同的加热效率和均匀性。设计合理的微波反应腔能够极大提高微波加热的效率和均匀性。本文在分析微波反应腔相关理论的基础上,设计了一款十字形可调腔体微波反应腔;利用高频电磁场仿真软件High Frequency Structure Simulator(HFSS)研究了馈口和可调腔体壁对加热效率和均匀性的影响,并进行了优化。主要工作如下:(1)综合分析了电磁场理论、微波传输及谐振理论、微波反应腔组件、微波加热的相关原理及特点,并在分析微波反应腔设计理论的基础上,初步设计了一款十字形腔体壁可调节的微波反应腔;(2)详细介绍了利用HFSS对微波反应腔进行建模的过程,利用HFSS研究了微波加热器馈口长度、馈口位置、单个腔体壁、两个腔体壁(包括对面和邻面)、四个腔体壁等设计参数对微波加热器加热效率的影响。研究结果显示:不同的加热物料,应设计不同的馈口长度来获得更好的加热效率;加热效率随着馈口离开中心位置距离的增大而减小;当仅往外调节一个腔体壁时,微波加热效率逐渐增大;调节多个腔体壁对加热效率的影响较大,但始终能基本保持在90%左右;(3)在详细介绍微波场采样方法和均匀性评价方法的基础上,利用HFSS研究了馈口数量和可调腔体壁对微波反应腔中微波场分布的影响。研究结果显示,单纯增加馈口数量无法提高微波加热的均匀性,而在加热过程中调节腔体壁则可以明显提升微波加热的均匀性。