传热是工业生产过程中最常见的单元操作之一,传热设备的投资在化工工厂投资中占很大的比例。化工生产过程中,部分化学反应过程要求在较高温度下进行,这就涉及在热量传递过程中将反应体系升温到一定温度,来满足反应体系的要求。但是传统反应器由外到内的加热方式存在传热效率低、体系温度梯度大、能量损失高等问题。微波加热由于通过极性分子之间的相互碰撞进行加热,具有加热速率快、效率高、穿透深、热量损失小、可控制性强、实现均匀加热等特点,已经在食品、化学材料、医疗以及环境等领域应用,然而,目前关于微波加热的研究多集中在单微波源反应器的温度场研究。因此,本文提出开展多微波源反应器内温度场的温度分布规律研究。主要研究内容和结论为:(1)采用多微波源反应器进行加热溶液,研究了微波源数量、微波源位置、加热时间、加热功率、反应器体积大小等操作条件下溶液表面的温度场分布规律,结果表明了:微波源数量不同时,溶液表面温度场分布不同。单微波源进行加热时,离微波源位置越近,温度相对较高,离微波源越远,温度相对较低;微波源位置不同时,反应器表面温度分布不同。当微波源多点均向布置时,反应器表面温度分布均匀;当加热时间越长时,温度越高,反应器表面温度分布越均匀;反应器体积越小时,溶液表面的温度在较短的时间内达到均匀;当微波功率越大时,微波利用率越高,从而表面温度分布更为均匀。(2)采用多微波源反应器进行加热溶液,热电偶进行单点接触式测量,研究了在不同操作反应条件下,反应器体相的温度分布规律。结果表明了:加热时间越长时,体相温度分布越均匀,但仍存在一定的温度梯度。反应器径向分布上温度整体呈现“内低外高”的温度场分布;纵向上,温度呈现先增大后减小的温度场分布;最高温度出现在距离上表面0.5 cm,最高温度点出现在距反应器底部8 cm、上表面0.5 cm处;微波功率越大时,微波利用率越高,反应器体相的温度场分布越为均匀。(3)依据传热方程和能量守恒定律对微波反应器加热过程建立传热模型,以该数学模型为基础,采用有限元法求解出了反应器内节点的温度温度方程式。利用MATLAB软件,对不同位置、不同加热时间、不同加热功率下的温度场进行了数值模拟。将模拟结果与实测结果进行对比,验证了传热模型的正确性和合理性。