摘要：微通道反应器是便携式制氢领域目前最有发展前景的技术之一。为了提高甲烷水蒸气重整在微反应器内制氢的效果,设计了三种不同结构的微反应器几何模型,分别为直管(Pipe)模型、平板圆弧弯道(FCC)模型和三纹内螺旋枪管(Tri-g ISB)模型,利用Ansys Fluent流体仿真软件结合甲烷水蒸气重整制氢的CHEMKIN反应机理文件对三种不同结构的微反应器进行了数值模拟分析。通过研究不同条件下微反应器出口气体组分变化可知,入口速度越小,CH_(4)转化率和H_(2)体积分数越高;S/C>3时,CH_(4)转化率增大至80%以上、H_(2)含量增加至73vol%以上;壁面温度越大,CH_(4)转化率可稳定在99.9%,几乎完全转化,H_(2)含量增大到77vol%以上,但温度过高会降低H_(2)产量,增加CO含量。通过计算不同条件下微反应器达到稳定所需时间可知,随入口速度和S/C增加稳定时间均逐渐减小并趋于稳定,随壁面温度增加,稳定时间先减小后增加。通过对比三种微反应器可知,复杂结构可以强化微反应器的性能,但会增加微反应器达到稳定所需的时间。在微反应器性能方面:FCC模型最优,Pipe模型最差;而在稳定时间方面:随着结构复杂性增加稳定时间反而增长,Pipe模型最短,Tri-g ISB模型最长;微反应器结构的复杂程度不同,对性能的提升也不同,过于复杂的结构反而会抑制微反应器的性能。