现场甲醇水蒸气重整制氢可有效解决小型移动电子装置PEMFC电源的供氢问题,具有良好的应用前景,这方面的研究越来越受到重视。甲醇水蒸气重整反应器的流道布置直接影响着反应器的工作性能,恰当的流道布置可以促进反应气体传输和热量传递,提高重整反应效率。为此,本文针对甲醇水蒸气重整制氢反应器的流道结构优化问题,引入构形理论,提出了一具有构形树状结构流道的甲醇水蒸气重整制氢微型反应器。　　 本文建立了构形树状结构微型反应器内的甲醇水蒸气重整制氢反应的三维层流稳态多组分输运反应模型,数值模拟了水蒸气甲醇摩尔比(SMR)、反应温度,反应物入口速度对构形树状微型反应器内甲醇转化率、产物中CO含量等反应性能的影响,研究了构形树状微型反应器内的气体流动、输运和化学反应特性,研究结果表明:在构形树状网络中,随着流道分支的增加,流道尺寸变小,反应器内表面积-体积比增加,缩短了反应物扩散到催化剂表面的路径,延长了反应物与催化剂的接触时间,增加了反应面积,有效强化了甲醇水蒸气重整反应过程和甲醇分解反应过程。　　 本文将构形树状微型反应器与具有相同外形尺寸、相同流道体积的蛇形流道反应器进行了性能比较,结果表明:在相同反应温度,相同的反应物入口速度条件下,构形树状微型反应器的甲醇的转化率比对应的蛇形流道反应器的甲醇转化率高10％以上;构形树状微型反应器产物中CO摩尔浓度则略大于对应蛇形流道反应器产物中CO摩尔浓度。另外,尽管在构形流道分叉将带来一定的局部压降损耗,且随循环层次的增加,流道尺度的减小将导致单位流量反应物的单位长度压降随之增加,但是,构形树状流道具有反应物流量的分散作用,它实质上类似一流动的优化分散器,该结构可使流体分散流动,流动距离较之具有相同流道体积、集中流动的蛇形结构中流动距离大为减小,故流体在其中的压降并不比蛇形流道反应器中的压降大。