圆形截面T型微反应器的优化设计

对圆形截面T型微反应器进行优化设计,可以增强反应器内流体混合程度,进而提高反应产物收率。和矩形截面微反应器相比,圆形截面的微反应器内部压力各向均衡,有利于克服操作压力提高对微反应器壁面承压的影响。本研究开发了一个描述圆形截面T型微反应器流体流动状态的简化模型,通过层叠式假设边界条件描述反应通道入口处的强混合流动状态,进而计算微反应器内反应产物收率。依据此简化模型,本研究应用改进型模拟退火算法,用来设计具有最优反应器半径和最优入口管径中心差的的T型微反应器。优化问题的目标函数是最大反应产物收率,优化约束包括反应通道半径约束和操作压力约束。本研究利用gPROMS和Matlab的混合编程,利用改进型模拟退火算法,实现优化算法和简化模型的求解。优化求解的有效性通过一个平行串联反应在微反应器中的反应过程来验证,求解结果和CFD模型验证结果比较一致。