微波場中動力波耦合高溫反應過程的研究

《微波場中動力波耦合高溫反應過程的研究》是依託四川大學，由劉代俊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：微波場中動力波耦合高溫反應過程的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉代俊
• 依託單位：四川大學

項目摘要

面對資源逐漸枯竭，能源日趨緊張，探索處理礦產資源高溫過程的強化新途徑，對於貧礦資源的有效利用和節能減排有重大戰略意義。本項目研究動力波，微波場和高溫化學反應的多場耦合特性。利用在反應和流體運動出現的動力波現象分隔氧化和還原空間以避免副反應發生，同時熱輻射和微波可以穿越波面耦合實現能量傳遞。課題以選定物係為對象，通過計算機模擬和冷熱態實驗，研究動力波過程的空間參量分布、動態穩定條件與非線性混沌現象及巨觀反應動力學。並進一步研究物質在高溫中結構變化與介電譜變化，探索高溫狀態中物質的微波極化規律、頻率回響及化學反應強化規律，同時將微波效應與動力波反應器相聯繫，研究微波與反應過程的多重耦合的條件與強化反應過程，試圖為加速高溫反應找到一條新路。這一新型反應過程的研究，不僅對於實現環境友好的化工過程具有重要的套用價值，而且在場協同化學反應理論及相關領域的研究也有重要的學術意義。

結題摘要

本課題重點研究了高溫條件下動力波流化床特性及高溫下物質與微波場之間的耦合過程。項目通過計算機模擬研究了流場中的流體力學特性和動力波界面情況，並在冷態二維過程考察了流場中顆粒分級現象並發現了渦旋擺動效應。項目還以工業物料的處理為套用背景，研究了熱態條件下動力波流化床的反應過程，為工業套用提供了基礎。並在分子結構水平上採用分子動力學和量子化學的理論研究了物質在熱過程中的分子群團的膨化變異及對外場的回響特點，並對共振微波場中的熱反應進行了探索，取得了一定的進展。研究表明，通過動力波耦合可以較好地隔絕反應中的氧化和還原空間，為在同一反應器中的兩個空間熱耦合提供了可能性，為處理一大類複雜反應體系和節能開創了較好的思路，對於資源處理過程中難反應高溫體系具有較好的套用價值。同時初步揭示了微波場對高溫物系的強化作用規律，並有可能在進一步研究中對於化學反應的機制提出一些新的理論。