微化工技術(shù)研究分析

王 森

（武昌工學院，湖北武漢 430000）

微化工技術(shù)研究分析

王 森

（武昌工學院，湖北武漢 430000）

當今的社會生產(chǎn)力水平高度發(fā)達，科學技術(shù)更是高度發(fā)展，延伸到社會的各個領(lǐng)域和人民群眾的日常生活當中。二者相輔相成、相互促進，在作用與反作用過程當中使社會得到了高度的發(fā)展，達到了前所未有的程度。在二者相互促進發(fā)展的過程中催生了一種高新技術(shù)，即微化工技術(shù)，是一種將化學化工原理和微機電系統(tǒng)相結(jié)合的多學科交叉的科技前沿領(lǐng)域，所涉及的有物理、化學、化工、電子、控制學、材料等各種工程技術(shù)和學科等。并將幾百毫秒和幾百微米以內(nèi)，并行分布系統(tǒng)和化工微設(shè)備設(shè)計、模擬、生產(chǎn)和應(yīng)用過程中特征和規(guī)律這些作為微化學工程的主要研究內(nèi)容。微化工技術(shù)能提高單位體積的生產(chǎn)能力，大大提高能量和資源的利用率，可見，發(fā)展微化工技術(shù)對促進經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步有著重大的意義。

微化工技術(shù)；微反應(yīng)器；過程強化

微化工技術(shù)從根本上能夠體現(xiàn)出整個微型設(shè)備和并行系統(tǒng)的特征和規(guī)律，也能體現(xiàn)出對于時空尺度的深入研究。因此，微型化也能夠使得尺度的表面作用增強，同時提高傳遞的數(shù)量和工作效率，讓傳遞作用較為常規(guī)的設(shè)備提升最少兩個工作量，這也就足以證明微化工程的有利一面。重要的是，開展微化工技術(shù)研究的根本目的就是增強化工整個過程中的安全性，并爭取促進過程強化以及化工系統(tǒng)的縮小化，微化工技術(shù)的開展以及研究能夠不斷增強化工技術(shù)的安全性以及集成性，能夠從根本上提高能源的利用率，在節(jié)約能源的同時提升效率，增大相關(guān)資源的利用效率，達到節(jié)能減排的目的。通過微化工技術(shù)的不斷研究和不斷發(fā)展，對于整個化學化工領(lǐng)域都產(chǎn)生了十分重要的影響，最突出的就是節(jié)能減耗。本文將從微化工技術(shù)的相關(guān)成果進行研究，分析其對于化工界的影響。

1 微化工技術(shù)過程強化相關(guān)原理

微化工技術(shù)思想的起源是傳熱機理，通過常規(guī)尺度的傳熱機理，對于遠觀內(nèi)能流動與溫度維持的恒定，來得出相應(yīng)的結(jié)論，即：傳熱系數(shù)和管徑是成反比的，兩者緊密聯(lián)系，管徑越小，相應(yīng)的傳熱系數(shù)就會越小。而且，很大程度上來說，微通道、微化工的流到都是靠分子擴散來實現(xiàn)的，對于微化工程技術(shù)中圓管內(nèi)層流的流動，溫度與其傳質(zhì)系數(shù)也是有很大關(guān)聯(lián)的，一般情況下，傳質(zhì)系數(shù)與圓管的管徑成反比，也就是說圓管管徑越大，傳質(zhì)系數(shù)便會越小。所以對于為工程技術(shù)的使用與研究，各國都將更多的關(guān)注放在國家的安全領(lǐng)域。

2 微化工技術(shù)的放大與集成

對于微化工程來說，系統(tǒng)的主要特征之意，就是數(shù)量放大，也就是方便進行并行放大，通過相應(yīng)的設(shè)備單元進行一類或者多類的并行放大。那么放大的途徑也不是一成不變的，可以通過內(nèi)部放大和外部放大兩種放大方式來完成：內(nèi)部放大主要是指將具有多通道的單元芯片等進行單元器件的組裝；外部放大指的就是有多個單元器件并行組裝，最后組裝成微化工系統(tǒng)，也就是微化工整個技術(shù)系統(tǒng)。但是微化工技術(shù)整體存在著多尺度的結(jié)構(gòu)，這與其他技術(shù)是不相同的，所以就需要在并行放大時研究各個控制量的均勻排布，避免一小部分對整體產(chǎn)生影響，也從根本上排除隱患，防止分布不均勻的情況發(fā)生。

不僅如此，在微化工技術(shù)不斷進行研究與分析的當今時代，必須要明確并著重解決其本身的分布狀況，重視因并行放大而引入的整個微化工系統(tǒng)的設(shè)備尺度與時空尺度出現(xiàn)沖突，假設(shè)上述情況發(fā)生，那么很容易會造成整個微化工技術(shù)系統(tǒng)行為遭受破壞，從而影響整體行為規(guī)律。因此，在微化工系統(tǒng)建立時，需要重視其每一步的研究與分析，建立微化工系統(tǒng)并行放大的相關(guān)基本原理，以此防患于未然。

3 微化工技術(shù)發(fā)展目標以及前景分析

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科技的不斷進步，微化工技術(shù)早已占據(jù)了化學工程的市場，充斥著我們生活的方方面面。由于微化工技術(shù)的研究初期主要是在高校以及科研機構(gòu)進行試驗，所以對于其他產(chǎn)業(yè)界的了解并不是很多，關(guān)注度也不夠，因此在今后的發(fā)展與創(chuàng)新過程中，需要將微化工技術(shù)以及整個微化工系統(tǒng)進行整合，同時也要擴大宣傳與推廣工作，增強微化工技術(shù)的實用化進程。

經(jīng)過數(shù)年的研發(fā)與宣傳，相信我國的微化工技術(shù)會處于應(yīng)用的前沿，會不斷地被人們應(yīng)用，國內(nèi)開展的微化工技術(shù)研究時間相對于其他國家來說還是比較短的，而且技術(shù)的實際效益也不是那么明顯，這就足以說明我國需要在微化工技術(shù)研究時加強與產(chǎn)業(yè)界的密切聯(lián)系，這樣就會很大程度上加強微化工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化過程，從而形成屬于我國自身在發(fā)展微化工技術(shù)上的知識產(chǎn)權(quán)。

4 結(jié)束語

總而言之，在各項技術(shù)與專利不斷充斥市場的21世紀，化學工業(yè)必將面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，但是有挑戰(zhàn)也有機遇，在新技術(shù)研究的同時要依靠微化工技術(shù)的成功研發(fā)以及成功應(yīng)用來改變現(xiàn)有的物資、能力和性能的相關(guān)消耗。微化工技術(shù)的研究與分析需要建立在一定的理論基礎(chǔ)之上，在不斷研發(fā)與應(yīng)用的同時，也需要將推進微尺度化學工程理論的工作予以重視。只有擴大收益的同時減少能耗，真正做到節(jié)能減排，才能從根本上讓微化工技術(shù)得到應(yīng)用面的拓展，從而有利于將現(xiàn)有的化工技術(shù)和相關(guān)的設(shè)備結(jié)合起來，營造大的化學專業(yè)的突破，當然這也將會對整個化學化工領(lǐng)域帶來前所未有的影響。

[1] 陳光文，袁權(quán).微化工技術(shù)[J].化工學報，2003，54（4）：427-439.

R e s e a r c h a n d A n a l y s i s o f Mi c r o-c h e mi c a l T e c h n o l o g y

Wang Sen

Today，the level of social productive forces is highly developed，science and technology is highly developed，extending to all areas of society and the daily life of the people.The two complement each other，promote each other，in the process of action and reaction to the community has been a high degree of development，reached an unprecedented level.In the process of promoting the development of the two between the birth of a high-tech，that micro-chemical technology.Is a combination of chemical and chemical principles and micro-electromechanical systems of the multi-disciplinary cross-cutting frontier areas，involving a physical，chemical，chemical，electronics，control science，materials and other engineering and disciplines，etc.，a wide range The And hundreds of milliseconds and hundreds of microns within the parallel distribution system and chemical micro-equipment design，simulation，production and application of the characteristics and laws of these micro-chemical engineering as the main research content.Microchemical technology can improve the production capacity per unit volume，greatly improve the energy and resource utilization，we can see that the development of micro-chemical technology to promote economic development and social progress is of great signif i cance.

micro-chemical technology；micro-reactor；process strengthening

F426.7

B

1003-6490（2017）08-0072-02

2017-06-02

王森（1994—），男，湖北武漢人，本科在讀，主要研究方向為化學工程與工藝。