微通道反应器由于其优异的微观混合和传质/传热性能而被广泛应用到不同的领域,尤其是萃取分离和多相反应过程。作为一种新型的过程强化技术,微通道反应器为微尺度操作过程提供了有力的工具。微观混合效率是表征大多数化学反应器性能的重要参数。本论文提出了一种新型对流微通道反应器(S-CFMCR),并利用CFD模拟和实验相结合的方法研究了反应器内的流体流动特性和微观混合性能及其影响因素。主要研究内容如下:(1)借助ANSYS Fluent软件模拟研究了对流微通道反应器内的流体流动状态,直观地呈现了速度场和湍动能场分布,并在此基础上以混合强度为指标研究了反应器的宏观混合性能,将流场分为对流区、旋涡区和出口区三个区域并详细讨论了反应器内对流形成的条件。(2)借助“Villermaux/Dushman”反应体系通过实验和模拟的方法研究了操作条件(入口雷诺数Rej、体积流量比R)和反应器几何尺寸参数(入口管内径d、出口尺寸L)对微观混合性能的影响。实验数据和仿真结果高度一致并表明:本反应器在Rej<1200时,微观混合性能随着Rej的的增大有明显改善,Rej>1200时,Rej对微观混合效率影响不大;R越大,微观混合效果越差,最优操作条件为R=1。微尺度下,较大的入口管内径d更有适合微观混合的进行。减小对流微通道反应器的出口尺寸L能有效改善微观混合效果,但反应器内的压降和管程阻力也随之增大。