学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
槽波导谐振腔微波化学反应器的优化设计
作 者: 戴曜泽
导 师: 曾葆青
学 校: 电子科技大学
专 业: 物理电子学
关键词: 微波等离子体 横向谐振法 槽波导谐振腔微波化学反应器 HFSS软件
分类号: TQ053
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 59次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
乙烯和乙炔是化学工业中最重要的基础原料,随着石油资源的日益匮乏,利用天然气生成乙烯和乙炔已经成为当今世界研究的热点。由于传统法甲烷制C2炔需要高温、高能,故无产业化前景;而利用微波化学方法从甲烷偶联制C2炔有着明显的优越性。但目前的微波化学实验主要是在矩形波导或矩形波导构成的谐振腔内进行的,从而存在微波化学反应用谐振腔体积小,C2炔产量低等缺陷。针对这种缺陷,本论文提出了槽波导谐振腔结构的微波化学反应器,并对槽波导谐振腔微波化学反应器进行了详细分析和优化。本论文的研究内容有主要以下两点:1.在中心频率为2.45GHz的条件下,利用横向谐振法分别对矩形和圆形槽波导的色散特性进行理论分析推导,得到相应的色散方程。并利用MATLAB软件编程计算,得到矩形和圆形槽波导的截止特性和波导波长,通过与其他文献的比较,验证了本文求解槽波导传输特性的方法和编程计算的正确性和有效性。另外,还利用MATLAB软件编程对矩形和圆形槽波导谐振腔进行优化设计,得到其归一化截止波长趋于一个稳定值时所对应的腔体结构尺寸。2.根据理论分析,在中心频率为2.45GHz,功率为1W条件下,利用基于有限元法的HFSS软件分别对矩形和圆形槽波导谐振腔微波化学反应器进一步优化设计。从仿真计算结果来看,不仅验证了横向谐振法求解结果的正确性,而且得到最优结构尺寸的微波化学反应器。在最优结构尺寸下,矩形槽波导谐振腔微波化学反应器内的最大电场强度可达到104V/m,且区域较大;而圆形槽波导谐振腔微波化学反应器内的最大电场强度仅2000V/m。因此矩形槽波导谐振腔微波化学反应器更适合用来甲烷偶联制C2炔。在高功率和激励器的作用下,矩形槽波导谐振腔微波化学反应器内的甲烷气体在常压下就可以产生微波放电,使甲烷转化成C2炔。
|
全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-9 第一章 绪论 9-16 1.1 研究背景和意义 9-10 1.2 微波等离子体条件下催化甲烷偶联 10-14 1.2.1 微波等离子体在化学中的应用 11-14 1.2.2 微波等离子体技术下甲烷偶联制C2 烃反应机理 14 1.3 本文的研究目的和主要内容 14-16 第二章 槽波导谐振腔微波化学反应器的理论基础 16-23 2.1 槽波导谐振腔理论 16-19 2.1.1 槽波导理论 16-17 2.1.2 槽波导谐振腔理论 17-19 2.2 槽波导微波化学反应器结构 19-23 2.2.1 微波化学反应器 19 2.2.2 模式变换器 19-20 2.2.3 耦合膜片 20 2.2.4 短路活塞 20-23 第三章 矩形槽波导谐振腔的理论分析 23-34 3.1 矩形槽波导理论分析 23-31 3.2 矩形槽波导谐振腔的理论分析 31-34 3.2.1 矩形槽波导谐振腔的优化 31-33 3.2.2 矩形槽波导谐振腔的波导波长 33-34 第四章 圆形槽波导谐振腔的理论分析 34-43 4.1 圆形槽波导的理论分析 34-40 4.2 圆形槽波导谐振腔的优化 40-43 4.2.1 圆形槽波导谐振腔的优化 40-42 4.2.2 圆形槽波导谐振腔的波导波长 42-43 第五章 HFSS 软件仿真验证和分析 43-59 5.1 对矩形槽波导谐振腔微波化学反应器的验证分析 43-51 5.1.1 矩形槽波导谐振腔的优化设计和验证 44-49 5.1.2 反应管的优化 49-50 5.1.3 激励器的优化 50-51 5.2 对圆形槽波导谐振腔微波化学反应器的验证分析 51-57 5.2.1 模式变换器优化 51-54 5.2.2 圆形槽波导谐振腔的优化设计和验证 54-57 5.2.3 反应管的优化 57 5.3 矩形与圆形槽波导谐振腔微波化学反应器的对比分析 57-59 第六章 结论 59-61 致谢 61-62 参考文献 62-65 攻硕期间取得的研究成果 65-66
|
相似论文
- 微米级大气颗粒物有害重金属元素直接检测技术与仪器的初步研究,X851
- 羰基铁吸收材料在20GHz隔离器中的应用研究,TP391.9
- 用作OLED场发射阴极的金刚石薄膜的制备,TB383.2
- 新型MPCVD装置制备大面积金刚石膜的研究,O484.1
- 新型MPCVD装置制备大面积纳米金刚石薄膜的研究,O484.1
- 钛基硼掺杂金刚石薄膜电极制备与研究,TB383.2
- 高硼掺杂金刚石薄膜(Si/BDD)的制备及电化学性能的研究,TN304.055
- 化学气相合成六方氮化硼薄膜:生长、结构与性质,O613.81
- 非晶碳膜的制备和研究,O613.71
- 基于RF-MEMS开关的可重构微带贴片天线分析,TN822
- 常压下微波等离子体去除三氯乙烯的研究,X50
- 行波管用碳纳米管场发射阴极组件的研制,TB383.1
- 叠层对矩形微带天线性能影响规律的研究,TN822
- 氮化碳的制备研究,O613.71
- 催化剂在等离子体去除CF_4过程的促进和减排作用,X51
- 二氧化碳对MPCVD法制备金刚石单晶影响的研究,TQ164
- 碳纳米管阵列制备及场致发射特性研究,TB383.1
- 微波等离子体的静电探针测试系统的研究设计,TP274
- 真丝纤维微空隙生成及其性能研究,TS102.33
- 微波等离子推力器的启动与稳定工作探索研究,V439.2
中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工机械与仪器、设备 > 化工通用机械与设备
© 2012 www.xueweilunwen.com
|