微波加熱相較于傳統(tǒng)的加熱方式具有選擇性、快速性、節(jié)能性及易控性的優(yōu)點,成為工業(yè)應用中的一個研究熱點。然而,微波加熱過程中存在加熱不均勻現(xiàn)象,在加熱某些化學反應時還會出現(xiàn)熱點和熱失控現(xiàn)象,從而導致反應物燒毀或反應發(fā)生器損壞,甚至引發(fā)爆炸,阻礙了微波能的廣泛應用。多物理場計算作為研究微波加熱過程常用的數(shù)值方法,其核心問題是物理場之間全耦合計算的實現(xiàn)。本文對微波加熱流體過程進行多物理場耦合計算,并對計算結果進行實驗驗證。這些工作將為微波能的實驗研究和工業(yè)應用提供一定的理論基礎。論文的主要內容如下:（1）利用頻域-瞬態(tài)求解步驟對電磁場方程、熱傳導方程和流體場方程進行耦合計算,實現(xiàn)了電磁場和溫度場相互作用過程的瞬態(tài)物理量求解。（2）通過使用裝配體幾何和一致對上的連續(xù)性邊界條件確保各物理量在介質分界面上的連續(xù)性,利用移動網格技術解決求解域缺失的問題,建立能夠反映溫度變化和物體位置變化對電磁場擾動的全耦合計算模型。（3）提出利用攪拌的方法改善加熱均勻性。通過仿真計算和實驗驗證,研究轉動對微波加熱流體均勻性影響,進而提出利用攪拌的方法,并首次考慮不同槳類型和槳位置對攪拌改善加熱均勻性的影響,對比了二斜... 

【文章來源】：太原科技大學山西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Agrawall觀察到的的熱點

2.1 微波加熱介電損耗不變的固體仿真計iing calculation of microwave heating mater度的變化，電磁場的分布會受到介電程，其耦合機理如圖 2.2 所示。 2.2 微波加熱固體的物理場雙向耦合機理f fully coupled physics process of microwav的聯(lián)立求解，其多物理場耦合計算流磁場分布，從而得出電磁功率損耗密

的計算只需求出初始時刻的解，計算流程如圖 2.1 所示圖 2.1 微波加熱介電損耗不變的固體仿真計算流程圖f simulatiing calculation of microwave heating material with consta數(shù)隨溫度的變化，電磁場的分布會受到介電常數(shù)變化的耦合過程，其耦合機理如圖 2.2 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微波技術在食品加工與檢測中的應用[J]. 郭焰,豆一玲,嚴玉玲.  食品安全導刊. 2017(09)
[2]基于多物理場仿真對螺旋推進器提高微波加熱均勻性的分析[J]. 葉菁華,朱鏵丞,楊陽,黃卡瑪.  真空電子技術. 2016(04)
[3]基于優(yōu)化兩端口微波爐結構的加熱均勻性和加熱效率研究[J]. 辛磊,楊曉慶.  真空電子技術. 2016(03)
[4]有限元數(shù)值解法在MATLAB中的實現(xiàn)及可視化[J]. 馮桂蓮.  軟件工程師. 2015(01)
[5]微波在食品工業(yè)中的應用進展[J]. 左映平.  廣西輕工業(yè). 2010(03)
[6]箱形多模式微波加熱器諧振腔的設計及電磁場分布研究[J]. 陳家權,廖子夙,穆星宇.  機械設計與制造. 2009(10)
[7]微波加熱化學反應中熱失控條件的定量研究[J]. 黃卡瑪,盧波.  中國科學（E輯:技術科學）. 2009(02)
[8]微波技術在橡膠加工中的應用研究進展[J]. 王永洪,陳旭國,趙海波,徐天才,何映平.  熱帶農業(yè)科學. 2007(06)
[9]微波殺菌技術在食品工業(yè)中的應用[J]. 樊偉偉,黃惠華.  食品與機械. 2007(01)
[10]湍流數(shù)值模擬方法及其特點分析[J]. 路明,孫西歡,李彥軍,范志高.  河北建筑科技學院學報. 2006(02)

博士論文
[1]微波與化學反應體系相互作用過程中的特殊效應研究[D]. 楊曉慶.四川大學 2006

碩士論文
[1]典型結構混合表面等離子體波導的傳輸特性研究[D]. 吳博雯.安徽大學 2017
[2]圓柱形微波加熱器的效率及均勻性仿真優(yōu)化研究[D]. 曹湘琪.云南師范大學 2015
[3]基于低溫滅菌技術的清真羊肉制品生產工藝研究[D]. 楊波.寧夏大學 2013
[4]常規(guī)加熱與微波加熱條件下R5法二氧化氯制備動力學研究[D]. 劉勝權.南京理工大學 2009
[5]基于N-S方程的水流三維可視化研究[D]. 袁軍鵬.河北工程大學 2008
[6]微波輻照對硫酸鈣結晶的影響及特殊效應研究[D]. 趙巖巖.四川大學 2007
[7]利用微波油炸技術降低馬鈴薯片含油量的工藝研究[D]. 曾敏.湖南農業(yè)大學 2007
[8]旋轉盤腔系統(tǒng)流動及密封特性的數(shù)值研究[D]. 霍晨.西北工業(yè)大學 2007
[9]“藍田”微波化學反應器數(shù)值模擬與實驗[D]. 何翔.四川大學 2005
[10]微波條件下淀粉酸水解制備葡萄糖的研究[D]. 李東軍.中國農業(yè)大學 2005



本文編號：3376678