本文關(guān)鍵詞：多孔介質(zhì)微波加熱熱質(zhì)傳遞過程的研究

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【摘要】：不同于傳統(tǒng)的加熱方式,微波加熱其由內(nèi)到外熱量梯度的獨(dú)特干燥方式使其具有加熱速度快,節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。因此,微波加熱被廣泛應(yīng)用于化工、食品、材料加工醫(yī)學(xué)治療等行業(yè),尤其在食品干燥行業(yè)。然而加熱過程中物料溫度的不均勻分布導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)降低及產(chǎn)品安全性等問題制約著微波加熱技術(shù)的發(fā)展。在微波加熱過程中,熱量和質(zhì)量的傳遞過程同時(shí)進(jìn)行,物料內(nèi)部的溫度變化及分布非常復(fù)雜,其主要取決于微波腔內(nèi)電磁場(chǎng)的分布、物料的介電特性、物料的幾何形狀及尺寸等。物料形狀不同,其內(nèi)部的電磁場(chǎng)分布不同,從而導(dǎo)致物料內(nèi)的溫度分布也不同,水分的遷移又受到溫度的影響。在微波加熱過程中,物料的介電特性、溫度、濕含量、微波穿透深度、電磁場(chǎng)及單位體積吸收的微波功率等參數(shù)相互影響、互相耦合,因此,探究微波加熱的機(jī)理和熱質(zhì)傳遞的過程成為目前研究的熱點(diǎn)。本課題采用實(shí)驗(yàn)方法,以土豆和白蘿卜為物料,研究了其形狀尺寸、腔體大小、波導(dǎo)位置、物料種類對(duì)物料溫度分布的影響。結(jié)果表明：不同形狀的物料,其內(nèi)部溫度分布不同,對(duì)于正方體會(huì)出現(xiàn)溫度沿棱角分布的不均勻現(xiàn)象,圓柱體的溫度分布均勻性較優(yōu)；小尺寸物料的熱點(diǎn)集中在中心,并向邊緣傳遞,大尺寸物料的熱點(diǎn)出現(xiàn)在邊角；小腔體內(nèi)物料對(duì)能量的利用更高,溫升也更大；靠近微波源的一側(cè)顯示明顯的溫度升高；介電常數(shù)大的物料溫度升高要低于介電常數(shù)小的物料；本論文還針對(duì)不同體積、不同表面積物料對(duì)微波功率吸收效率進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)大體積和大表面積的物料對(duì)微波能量利用更高。通過對(duì)土豆和白蘿卜干燥曲線的研究,發(fā)現(xiàn)濕含量大的物料干燥速率快,對(duì)能量的利用較高。
【關(guān)鍵詞】：微波加熱 熱質(zhì)傳遞 溫度分布 功率吸收
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM924.76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-20
• 1.1 微波基本介紹8-9
• 1.2 微波加熱技術(shù)9-11
• 1.2.1 微波加熱原理9-10
• 1.2.2 微波加熱特點(diǎn)10-11
• 1.3 微波技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展11-12
• 1.4 多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論12-14
• 1.4.1 多孔介質(zhì)簡介12-14
• 1.4.2 傳熱傳質(zhì)機(jī)理14
• 1.5 選題背景與意義14-19
• 1.6 論文研究內(nèi)容19-20
• 2 實(shí)驗(yàn)裝置與方法20-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置20-24
• 2.1.1 加熱裝置20-22
• 2.1.2 測(cè)量裝置22-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-25
• 2.2.1 物料的選擇24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-25
• 2.3 微波爐腔內(nèi)電磁場(chǎng)的研究25-29
• 2.3.1 電磁場(chǎng)的測(cè)試方法27-29
• 2.3.2 測(cè)試結(jié)果29
• 2.4 微波輻射功率吸收效率的測(cè)試29-34
• 2.4.1 測(cè)試方法32-33
• 2.4.2 測(cè)試結(jié)果33-34
• 3 物料傳熱過程的研究34-48
• 3.1 物料內(nèi)部的溫度分布研究34-45
• 3.1.1 不同形狀物料的溫度分布34-41
• 3.1.2 腔體不同位置處的溫度分布41-42
• 3.1.3 不同腔體尺寸的溫度分布42-44
• 3.1.4 不同種類物料的溫度分布44-45
• 3.2 物料的功率吸收45-48
• 3.2.1 不同體積的影響46
• 3.2.2 不同表面積的影響46-48
• 4 物料傳質(zhì)過程的研究48-53
• 4.1 基本概念及相關(guān)公式48-49
• 4.1.1 物料的含水率及降水速率48-49
• 4.1.2 干燥速率曲線49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-53
• 5 結(jié)論53-54
• 6 展望54-55
• 7 參考文獻(xiàn)55-61
• 8 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況61-62
• 9 致謝62

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