介质材料对微波炉腔体匹配影响的研究

发布时间：2017-05-25 11:30

  本文关键词：介质材料对微波炉腔体匹配影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微波炉自发明至今的六十多年间经历了巨大的发展,外观设计及功能改进方面都有了长足的进步,同时微波炉的使用材料也有了很大的改善。微波炉腔体内部的材料涉及到金属、有机涂层材料、无机涂层材料、陶瓷、玻璃材料等。其内的介质材料不但起到装饰、防腐蚀与承载作用,对微波炉的微波匹配还有很大影响。微波炉的加热均匀性是微波加热的难点,转盘、模式搅拌器等都是为提高加热均匀性而进行的相关设计,此方面的提高还需进行大量的研究。本论文主要结合电磁场仿真手段对微波炉中介质材料以及微波炉加热均匀性做了以下工作:1.分析了陶瓷类承物盘与玻璃类承物盘在微波炉加热性能、场分布等方面的差异。得出,M23L平台微波炉含陶瓷板腔体与含硼硅玻璃板腔体相比:空载场分布不同、微波效率基本一致、加热均匀性高20%。在指导实际的微波炉承物盘匹配方面:当介质承物盘符合四分之一阻抗匹配层时更加有利于微波炉加热性能提升;介质盘的介电常数实部较大损耗较小时,介质盘会起到聚集电磁能量的作用,提高微波利用率;介质盘的损耗较大时可以将此类材料做发热用途,例如可以用来进行微波解冻等。2.分析了微波炉腔体高温油料涂层、搪瓷涂层与无涂层的不锈钢材料在微波效率、加热均匀性、热像分布等方面的差异。得出:喷油涂层的存在不影响M23L平台微波炉的能效与加热均匀性,对该腔体匹配不存在影响;搪瓷涂层的存在使相应25L平台的微波加热效率降低2%,涂层厚度差异以及烧结工艺等区别会对微波场分布、加热均匀性产生轻微差异。同时,对国标中关于微波炉能效评价的水负载进行了不同质量的研究,在环境对测试影响较小的情况下,测试用水负载在900-1100g变化时,微波炉能效差别约1%,变化范围在一个能级(2%)以内,不会对M23L平台微波炉的能效评价产生影响。3.将电磁场仿真的本征模求解应用于现有微波炉模型的加热均匀性提升,增加了腔体内部可以建立起的电磁波模式数,经过对微波炉腔体结构优化,比较微扰处电场能量与磁场能量,将该平台微波炉加热均匀性平均提升了24.6%。
【关键词】：微波炉 电磁场仿真 介质材料 电磁匹配 加热均匀性
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM925.54
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 微波炉国内外研究现状11-12
• 1.3 本文的主要内容与创新点12-14
• 第二章 微波炉工作原理及相关测试方法14-25
• 2.1 微波炉的组成14-16
• 2.2 介质复介电常数16-17
• 2.3 微波加热原理17
• 2.4 谐振腔微扰理论17-21
• 2.4.1 腔壁微扰19-20
• 2.4.2 介质微扰20-21
• 2.5 微波炉相关测试方法21-24
• 2.5.1 微波炉能效测试22-23
• 2.5.2 微波炉加热均匀性测试23-24
• 2.5.3 微波炉其他性能测试24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 承物盘对微波炉腔体匹配影响研究25-50
• 3.1 微波炉承物盘25-27
• 3.2 微波炉承物盘材料特性27-28
• 3.3 含不同承物盘的微波炉腔体仿真研究28-36
• 3.3.1 含陶瓷板、硼硅玻璃板的腔体仿真研究28-31
• 3.3.2 含玻璃转盘的腔体仿真研究31-36
• 3.4 含不同承物盘的微波炉腔体实验研究36-45
• 3.4.1 含陶瓷板或硼硅玻璃板的腔体实验研究36-41
• 3.4.2 含玻璃转盘的腔体实验研究41-45
• 3.5 利用承物盘提高平板微波炉加热性能的仿真分析45-49
• 3.5.1 介质平板加热性能提升理论分析45-47
• 3.5.2 介质平板加热性能提升仿真分析47-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 涂层与水负载对微波炉腔体匹配影响的研究50-66
• 4.1 微波炉腔体涂层材料50-51
• 4.2 微波炉腔体涂层腔体仿真研究51-56
• 4.2.1 喷油腔体仿真研究51-54
• 4.2.2 搪瓷涂层腔体仿真研究54-56
• 4.3 微波炉涂层腔体实验研究56-61
• 4.3.1 喷油涂层腔体实验研究56-58
• 4.3.2 搪瓷腔体实验研究58-61
• 4.4 不同质量水负载对微波炉能效影响研究61-65
• 4.4.1 不同质量水负载实验研究61-63
• 4.4.2 不同质量水负载仿真研究63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 微波炉工作模式分析与加热均匀性提升66-72
• 5.1 微波炉工作模式分析66
• 5.2 平板微波炉加热均匀性提升66-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 学位论文工作总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻硕期间取得的研究成果78-79

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本文编号：393612