微波作為一種綠色高效能源已經(jīng)在工業(yè)界被廣泛應(yīng)用,也常常用于微波萃取等需要對(duì)液體加熱的領(lǐng)域。通常情況下,液體的對(duì)流將有助于液體的均勻加熱,而微波加熱時(shí)則有所不同,在使用微波加熱的液體時(shí),人們發(fā)現(xiàn)頂部的溫度總是最高的。微波加熱液體這種溫度分布不均勻的現(xiàn)象,極大的影響了微波在微波萃取等化工領(lǐng)域的應(yīng)用。另一方面,在大多數(shù)微波能工業(yè)應(yīng)用中,常常采用多支磁控管來低成本地增大微波功率,但多支磁控管同時(shí)供能,必然存在磁控管間的互相影響,需要更為精細(xì)的設(shè)計(jì),做好匹配,以提高效率、均勻性和安全性。本文針對(duì)上述問題,主要做了如下工作:1.在COMSOL Multiphysics中建立了電磁場(chǎng)-溫度場(chǎng)-流場(chǎng)的多物理場(chǎng)耦合仿真模型,考慮了加熱物體的介電特性,傳熱特性以及流體特性會(huì)隨溫度發(fā)生變化。對(duì)微波爐復(fù)熱米飯,加熱水以及酒精進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。解釋了微波加熱液體中的部分對(duì)流造成微波加熱液體時(shí)溫度頂層高于底層的現(xiàn)象。2.利用截止波導(dǎo)對(duì)普通玻璃杯進(jìn)行了改進(jìn)。通過多物理場(chǎng)仿真分析了不同高度的水以及不同長(zhǎng)度的截止波導(dǎo)對(duì)微波加熱水的均勻性和效率的影響。仿真結(jié)果表明在某些情況下微波加熱水的均勻性和效率都均有提升。3... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及其目的
    1.2 微波加熱應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 微波加熱相關(guān)理論
    2.1 微波加熱原理
    2.2 波導(dǎo)調(diào)配器
    2.3 諧振腔理論
        2.3.1 矩形諧振腔的場(chǎng)分布
        2.3.2 諧振腔的體積微擾
    2.4 COMSOL Multiphysics多物理場(chǎng)耦合仿真原理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 微波加熱液體溫度均勻性研究
    3.1 微波加熱的多物理場(chǎng)仿真與實(shí)驗(yàn)
        3.1.1 多物理場(chǎng)仿真模型與實(shí)驗(yàn)裝置
        3.1.2 微波復(fù)熱米飯的仿真與實(shí)驗(yàn)
        3.1.3 微波加熱水的仿真與實(shí)驗(yàn)
        3.1.4 微波加熱酒精的仿真與實(shí)驗(yàn)
    3.2 微波加熱液體中的部分對(duì)流分析
    3.3 微波均勻加熱液體容器設(shè)計(jì)
        3.3.1 仿真結(jié)果分析
        3.3.2 均勻加熱實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 采用4支磁控管的工業(yè)微波爐優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 采用4支磁控管的工業(yè)微波爐優(yōu)化仿真
        4.1.1 模型參數(shù)
        4.1.2 腔體高度仿真
        4.1.3 波導(dǎo)調(diào)諧螺釘半徑仿真
        4.1.4 波導(dǎo)調(diào)諧螺釘插入深度仿真
    4.2 采用4支磁控管的工業(yè)微波爐多物理場(chǎng)仿真
        4.2.1 多物理場(chǎng)仿真模型
        4.2.2 仿真結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后期工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]微波復(fù)熱米飯過程溫度分布規(guī)律的研究以及傳熱模型的建立[D]. 李春香.江南大學(xué) 2010
[4]微波爐打火問題的改善及其腔體的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 鄭成迎.電子科技大學(xué) 2008
[5]微波加熱化學(xué)反應(yīng)中多物理場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)[D]. 葉君永.四川大學(xué) 2006



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