反應(yīng)釜作為化學(xué)反應(yīng)的容器，廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程。適合各種不同的反應(yīng)條件，可供各種物料在高溫高壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。目前現(xiàn)有的反應(yīng)釜仍然存在著導(dǎo)熱效率不夠高、反應(yīng)受熱不均勻和溫度控制不溫度等問(wèn)題，在本項(xiàng)目中通過(guò)借鑒仿生結(jié)構(gòu)，分別優(yōu)化設(shè)計(jì)反應(yīng)釜的整體外形、雙層夾套、換熱翅片和攪拌結(jié)構(gòu)，改善反應(yīng)釜的性能，對(duì)實(shí)際制造加工有指導(dǎo)意義。

對(duì)現(xiàn)有的仿生結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，建立幾種比較成熟的模型，通過(guò)Ansys等工程軟件對(duì)模型進(jìn)行溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的分析，對(duì)比仿真結(jié)果，得出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。本項(xiàng)目分四個(gè)方向同步進(jìn)行，每個(gè)方向的目標(biāo)如下：

（1）外形方向：探究壁面厚度和仿生外形的最佳組合方式，研究仿生外形對(duì)釜體散熱效果的影響。

（2）夾套方向：探究仿生導(dǎo)熱骨架參數(shù)和填充相變材料種類(lèi)的最佳的仿生組合方式，研究仿生骨架復(fù)合相變材料對(duì)釜體散熱效果的影響。

（3）翅片方向：探究形貌參數(shù)、高度、分布密度、材質(zhì)的最佳的仿生組合方式，研究釜內(nèi)流體反應(yīng)熱對(duì)釜內(nèi)溫度場(chǎng)的影響。

（4）攪拌器方向：探究攪拌及傳熱綜合效果最佳的仿生攪拌器組合方式和仿生槳葉數(shù)量。

在參考了現(xiàn)有反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)SOLIDWORKS完成反應(yīng)釜相對(duì)應(yīng)部分的簡(jiǎn)化模型的建模。通過(guò)Ansys仿真分析，對(duì)建立的模型進(jìn)行傳熱和流體流動(dòng)的性能評(píng)價(jià)，通過(guò)以上的分析給出的結(jié)果表明，添加了仿生結(jié)構(gòu)或元素的反應(yīng)釜整體外形、雙層夾套、換熱翅片和攪拌結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)釜的傳熱效率有很大的提升。在此仿真的結(jié)果上對(duì)現(xiàn)有的模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化升級(jí)，對(duì)之前的模型中還存在不足的地方進(jìn)行改進(jìn)后，得到了有實(shí)際意義的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)和相對(duì)應(yīng)的工作條件及使用方式。