蒸发是化工、冶金、能源、水处理等行业的基本流程单元之一。闪蒸是蒸发工艺中的特殊流程单元,常与多效多级蒸发联用。闪蒸产生的高温乏汽常常作为次级的加热热源使用,这种方式在充分利用能量的同时,可降低设备的投资成本及流程的运行成本。但该方式同时存在设备冗长、结构复杂、易结垢等问题。由于闪蒸在低压真空环境下发生,热对流和热传递等方式都无法实时地、快速地使得液体受热。因此,选择一种非接触的加热方式对闪蒸的热量损失进行实时原位补充,对提高闪蒸的蒸发效果具有一定现实意义。结合微波加热所具有的体加热、加热速度快,加热均匀、非接触等特点,且介质对微波的吸收在表面及内部同时进行。在闪蒸的工况背景下,利用微波对闪蒸腔中的液体进行加热,以期达到提高蒸发效果、缩减工艺流程,简化设备构成,节约投资成本的目的。在本文工作中,自行设计开发了微波闪蒸试验系统,试验系统由微波发生系统、微波导入系统、闪蒸系统、冷凝系统、数据测量系统、控制系统、真空系统及连接管道组合形成。采用水作为工质在微波功率0.81kW-1.35kW、液体流量10L/h-40L/h、液体进口温度40℃-60℃、系统真空度0.075MPa的条件下开展了试验研究,试验结果表明,对于微波闪蒸系统,在优化条件微波功率1.35k W、液体流量40L/h、真空度0.075MPa下,微波及常规两种工况的对比试验微波工况下的蒸发冷凝水量为常规工况的两倍,单级微波闪蒸可实现对常规闪蒸两级的替代。对闪蒸腔体温度、压力进行实时对比研究,结果发现,微波工况下的闪蒸腔体温度、压力均高于常规工况。采用非量纲特征数不平衡常数(NEF)、雅克布数(Ja)、GOR等对闪蒸过程进行表征分析,证明了微波工况下的热变化比常规工况下更加剧烈。同时,根据能量平衡原理及质量平衡原理,建立了微波闪蒸过程的热平衡方程,以方程和实验数据为基础,计算了微波闪蒸过程在不同试验条件下的热效率,在最优条件下,系统的电热转化效率为76.66%。