新型双频微波炉均匀性研究

发布时间：2021-01-26 07:40

　　在科学技术飞速发展的今天,人们对于生活质量的追求愈发强烈,对食物被加热的均匀性和加热时间的长短产生了更高的要求,在加热食物的时候更加希望时间短、耗能少、效率高,所以微波炉被使用的频率也越来越高,几乎成为了每个家庭厨房中不可或缺的组成部分。目前在市面上家用微波炉品牌虽多,但它们的加热原理几乎一样,运用中心频率为2450MHz的单个连续波磁控管作为微波源,不同厂家的产品在频率指标上略有浮动。然而,受到家用微波炉结构、模式搅拌器的设计方式以及负载本身的大小、形状、成分等诸多因素的影响,场在空间中的分布难以达到理想状态,能量容易集中分布在几个特定区域,由此产生食物局部过热现象。本文基于现有微波炉微波源放置方式,提出一种工程上较易实现的双源馈入双频微波的家用微波炉模型构想,即采用频率不同的两个微波源同时工作,并研究了对均匀性产生影响的因素。本文的设计将采用两个功率更低的磁控管,以便充分利用家用电源的额定功率,增加了炉腔内的功率密度,使得加热时间缩短,加热效率显著提升。文中采用的两个微波源的频率均在2450MHz附近,但是二者频率并不相同,频率差值在10-50MHz之间,并且分析了双馈源的两种馈口... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

矩形谐振腔

电子科技大学硕士学位论文14()()()()221,,sincoscos1,,cossincos,,coscossin,,xmcymczmxmpmnpHxyzHxyzkalablnpmnpHxyzHxyzkblablmnpHxyzHxyzablExyz===()()22cossinsin,,sincossin,,0mcymczjnmnpHxyzkbabljmmnpExyzHxyzkaablExyz===(2-4)我们根据上面场分量的表达式中可以知道，m、n、p分别表示在x方向上、y方向上、z方向上的半个驻波的驻波个数，不同的电磁场分布可以由不同的m、n、p组合而成[47]。同时，电场强度以及磁场强度各自的场分量存在90°的相位差。2.4微扰理论谐振腔的谐振频率较为敏感，很容易发生波动，内部所填充的介质、腔体的形状尺寸、电磁波的振荡模式等诸多因素都会令其发生变化。当我们需要变动谐振频率，尤其是要进行微调时，一般采用金属材质的调谐螺钉、放入介质或者使腔体发生小的物理形变这三种方法，这三种方法将会微微破坏现有的场分布，从而带动谐振频率产生波动。经常接触到的微扰分为腔壁微扰和介质微扰两类[48]。2.4.1腔壁微扰腔壁微扰是指腔体本身形成了微小的物理形变，但是腔体内填充的介质依然保持原有的物理特性。如图2-4所示，可以形象的描述腔壁微扰。(a)(b)图2-4腔壁微扰示意图

电子科技大学硕士学位论文16如下图2-5（a）所示；二是空间中绝大部分区域的介质系数保持不变，只有一个很小区域V的介质常数发生变化，如下图2-5（b）所示。这两种情况都可以导致内部场分布和谐振频率产生改变。(a)(b)图2-5介质微扰。（a）大体积小介质常数；（b）小体积大介质常数微扰发生前的Maxwell方程组和此时的边界条件为：000000EjHHjEnE===(2-10)微扰发生后的Maxwell方程组和边界条件变为：()()0EjHHjEnE=+=+=壬(2-11)对微扰前后的两个方程组展开合并计算可得：()()000000VVEEHHdVEEHHdV+=+(2-12)在运用上述公式时，一般需要做恰当的近似处理。对于介质微扰的第一种情形，只要、非常小，那么就能够取0EE，0HH等式左边的0，即得：()()2200022000VVEHdVEHdV++(2-13)对于介质微扰的第二种情形，即有公式：


本文编号：3000736