基于多物理场计算的微波加热均匀性改善研究
发布时间：2021-09-01 08:54
微波加热相较于传统的加热方式具有选择性、快速性、节能性及易控性的优点,成为工业应用中的一个研究热点。然而,微波加热过程中存在加热不均匀现象,在加热某些化学反应时还会出现热点和热失控现象,从而导致反应物烧毁或反应发生器损坏,甚至引发爆炸,阻碍了微波能的广泛应用。多物理场计算作为研究微波加热过程常用的数值方法,其核心问题是物理场之间全耦合计算的实现。本文对微波加热流体过程进行多物理场耦合计算,并对计算结果进行实验验证。这些工作将为微波能的实验研究和工业应用提供一定的理论基础。论文的主要内容如下:（1）利用频域-瞬态求解步骤对电磁场方程、热传导方程和流体场方程进行耦合计算,实现了电磁场和温度场相互作用过程的瞬态物理量求解。（2）通过使用装配体几何和一致对上的连续性边界条件确保各物理量在介质分界面上的连续性,利用移动网格技术解决求解域缺失的问题,建立能够反映温度变化和物体位置变化对电磁场扰动的全耦合计算模型。（3）提出利用搅拌的方法改善加热均匀性。通过仿真计算和实验验证,研究转动对微波加热流体均匀性影响,进而提出利用搅拌的方法,并首次考虑不同桨类型和桨位置对搅拌改善加热均匀性的影响,对比了二斜...
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Agrawall观察到的的热点
2.1 微波加热介电损耗不变的固体仿真计iing calculation of microwave heating mater度的变化，电磁场的分布会受到介电程，其耦合机理如图 2.2 所示。 2.2 微波加热固体的物理场双向耦合机理f fully coupled physics process of microwav的联立求解，其多物理场耦合计算流磁场分布，从而得出电磁功率损耗密
的计算只需求出初始时刻的解，计算流程如图 2.1 所示图 2.1 微波加热介电损耗不变的固体仿真计算流程图f simulatiing calculation of microwave heating material with consta数随温度的变化，电磁场的分布会受到介电常数变化的耦合过程，其耦合机理如图 2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波技术在食品加工与检测中的应用[J]. 郭焰,豆一玲,严玉玲. 食品安全导刊. 2017(09)
[2]基于多物理场仿真对螺旋推进器提高微波加热均匀性的分析[J]. 叶菁华,朱铧丞,杨阳,黄卡玛. 真空电子技术. 2016(04)
[3]基于优化两端口微波炉结构的加热均匀性和加热效率研究[J]. 辛磊,杨晓庆. 真空电子技术. 2016(03)
[4]有限元数值解法在MATLAB中的实现及可视化[J]. 冯桂莲. 软件工程师. 2015(01)
[5]微波在食品工业中的应用进展[J]. 左映平. 广西轻工业. 2010(03)
[6]箱形多模式微波加热器谐振腔的设计及电磁场分布研究[J]. 陈家权,廖子夙,穆星宇. 机械设计与制造. 2009(10)
[7]微波加热化学反应中热失控条件的定量研究[J]. 黄卡玛,卢波. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(02)
[8]微波技术在橡胶加工中的应用研究进展[J]. 王永洪,陈旭国,赵海波,徐天才,何映平. 热带农业科学. 2007(06)
[9]微波杀菌技术在食品工业中的应用[J]. 樊伟伟,黄惠华. 食品与机械. 2007(01)
[10]湍流数值模拟方法及其特点分析[J]. 路明,孙西欢,李彦军,范志高. 河北建筑科技学院学报. 2006(02)
博士论文
[1]微波与化学反应体系相互作用过程中的特殊效应研究[D]. 杨晓庆.四川大学 2006
硕士论文
[1]典型结构混合表面等离子体波导的传输特性研究[D]. 吴博雯.安徽大学 2017
[2]圆柱形微波加热器的效率及均匀性仿真优化研究[D]. 曹湘琪.云南师范大学 2015
[3]基于低温灭菌技术的清真羊肉制品生产工艺研究[D]. 杨波.宁夏大学 2013
[4]常规加热与微波加热条件下R5法二氧化氯制备动力学研究[D]. 刘胜权.南京理工大学 2009
[5]基于N-S方程的水流三维可视化研究[D]. 袁军鹏.河北工程大学 2008
[6]微波辐照对硫酸钙结晶的影响及特殊效应研究[D]. 赵岩岩.四川大学 2007
[7]利用微波油炸技术降低马铃薯片含油量的工艺研究[D]. 曾敏.湖南农业大学 2007
[8]旋转盘腔系统流动及密封特性的数值研究[D]. 霍晨.西北工业大学 2007
[9]“蓝田”微波化学反应器数值模拟与实验[D]. 何翔.四川大学 2005
[10]微波条件下淀粉酸水解制备葡萄糖的研究[D]. 李东军.中国农业大学 2005
本文编号：3376678
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Agrawall观察到的的热点
2.1 微波加热介电损耗不变的固体仿真计iing calculation of microwave heating mater度的变化，电磁场的分布会受到介电程，其耦合机理如图 2.2 所示。 2.2 微波加热固体的物理场双向耦合机理f fully coupled physics process of microwav的联立求解，其多物理场耦合计算流磁场分布，从而得出电磁功率损耗密
的计算只需求出初始时刻的解，计算流程如图 2.1 所示图 2.1 微波加热介电损耗不变的固体仿真计算流程图f simulatiing calculation of microwave heating material with consta数随温度的变化，电磁场的分布会受到介电常数变化的耦合过程，其耦合机理如图 2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波技术在食品加工与检测中的应用[J]. 郭焰,豆一玲,严玉玲. 食品安全导刊. 2017(09)
[2]基于多物理场仿真对螺旋推进器提高微波加热均匀性的分析[J]. 叶菁华,朱铧丞,杨阳,黄卡玛. 真空电子技术. 2016(04)
[3]基于优化两端口微波炉结构的加热均匀性和加热效率研究[J]. 辛磊,杨晓庆. 真空电子技术. 2016(03)
[4]有限元数值解法在MATLAB中的实现及可视化[J]. 冯桂莲. 软件工程师. 2015(01)
[5]微波在食品工业中的应用进展[J]. 左映平. 广西轻工业. 2010(03)
[6]箱形多模式微波加热器谐振腔的设计及电磁场分布研究[J]. 陈家权,廖子夙,穆星宇. 机械设计与制造. 2009(10)
[7]微波加热化学反应中热失控条件的定量研究[J]. 黄卡玛,卢波. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(02)
[8]微波技术在橡胶加工中的应用研究进展[J]. 王永洪,陈旭国,赵海波,徐天才,何映平. 热带农业科学. 2007(06)
[9]微波杀菌技术在食品工业中的应用[J]. 樊伟伟,黄惠华. 食品与机械. 2007(01)
[10]湍流数值模拟方法及其特点分析[J]. 路明,孙西欢,李彦军,范志高. 河北建筑科技学院学报. 2006(02)
博士论文
[1]微波与化学反应体系相互作用过程中的特殊效应研究[D]. 杨晓庆.四川大学 2006
硕士论文
[1]典型结构混合表面等离子体波导的传输特性研究[D]. 吴博雯.安徽大学 2017
[2]圆柱形微波加热器的效率及均匀性仿真优化研究[D]. 曹湘琪.云南师范大学 2015
[3]基于低温灭菌技术的清真羊肉制品生产工艺研究[D]. 杨波.宁夏大学 2013
[4]常规加热与微波加热条件下R5法二氧化氯制备动力学研究[D]. 刘胜权.南京理工大学 2009
[5]基于N-S方程的水流三维可视化研究[D]. 袁军鹏.河北工程大学 2008
[6]微波辐照对硫酸钙结晶的影响及特殊效应研究[D]. 赵岩岩.四川大学 2007
[7]利用微波油炸技术降低马铃薯片含油量的工艺研究[D]. 曾敏.湖南农业大学 2007
[8]旋转盘腔系统流动及密封特性的数值研究[D]. 霍晨.西北工业大学 2007
[9]“蓝田”微波化学反应器数值模拟与实验[D]. 何翔.四川大学 2005
[10]微波条件下淀粉酸水解制备葡萄糖的研究[D]. 李东军.中国农业大学 2005
本文编号：3376678
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