【摘要】：現(xiàn)代社會(huì),人們生活在電磁波的海洋里,通信、醫(yī)療、食物處理、化學(xué)制藥、材料加工都離不開電磁波的作用,電磁波為人們的生活帶來了便利,同時(shí)也帶來了危害。電磁波是一種高頻的電磁波,在輻射人體時(shí),與人體細(xì)胞中的極性分子作用,使極性分子發(fā)生每秒數(shù)十億次的取向運(yùn)動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生大量的熱量,燒傷人體。但善于利用,也可以應(yīng)用電磁波與生物體的耦合作用,利用微波具有選擇性,頻率、功率可調(diào)等特點(diǎn),選擇性地殺死人體內(nèi)部的癌細(xì)胞,幫助人體恢復(fù)健康。由于電磁波具有干涉和衍射現(xiàn)象,其與生物質(zhì)的作用規(guī)律較為復(fù)雜,目前研究還較少,因此探究微波的生物電磁效應(yīng)規(guī)律顯得尤為必要,它能夠?yàn)槲⒉ㄝ椛涞睦靡约胺雷o(hù)提供有用的理論依據(jù)。本文以楊木為研究對(duì)象,探究了電磁波和生物體的相互作用原理,并在此基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)探究和有限元分析兩種方法,從三個(gè)方面探究了微波干燥楊木時(shí)的溫度分布均勻性等問題。利用微波干燥楊木時(shí),由于微波能量很高,在楊木內(nèi)部容易形成局部高溫,使楊木局部碳化,或者造成開裂等干燥后木材質(zhì)量低劣等情況,所以探究楊木的微波干燥溫度均勻性問題顯得尤為必要。(1)采用有限元和實(shí)驗(yàn)探究?jī)煞N方法進(jìn)行對(duì)比分析,探究微波電磁場(chǎng)方向沿著楊木不同紋理方向作用時(shí),楊木內(nèi)部溫度的分布規(guī)律、水分散失情況和能量利用效率情況。研究表明:①采用微波縱向饋入的方式,木材的受熱情況最均勻,溫度分布均勻性最好,微波能量利用率最高。②采用縱向饋入的方法,能夠快速打通木材內(nèi)部的水分運(yùn)輸通道,為木材后期的烘干過程提高效率,節(jié)約能源的利用。③有限元分析法和實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果是一致的,雖然木材是各向異性的,但是通過有限元法可以接近真實(shí)值地模擬楊木微波干燥過程中的溫度分布情況,使結(jié)果可視化,更直觀地為后期的研究提供理論依據(jù)。(2)采用理論計(jì)算和有限元法,探究微波縱向饋入楊木時(shí),隨著含水率的增加,微波在楊木中的穿透深度及能量利用率問題。研究表明:①當(dāng)楊木的含水率從30%增加到110%時(shí),通過有限元法和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn),微波在不同含水率楊木中的穿透深度不同,穿透深度隨著含水率的增加而減小;楊木含水率從30%增加到110%時(shí),微波頻率為2.45 GHz時(shí),微波的穿透深度從22.30 cm減小到3.64 cm;微波頻率為0.915 GHz時(shí),微波穿透深度從60.32 cm減小到9.85 cm,根據(jù)以上結(jié)果對(duì)楊木微波干燥提供理論指導(dǎo)。②采用頻率為2.45 GHz的微波對(duì)上述含水率的楊木進(jìn)行熱處理,進(jìn)一步分析表明,隨著含水率的增加,楊木內(nèi)部溫度變異系數(shù)從0.4增加到0.63左右,溫度分布均勻性變差,能量利用率從92%降低至73%左右,為了提高能量利用率和溫度分布均勻性,在微波熱處理過程中,使楊木厚度盡量小于微波的穿透深度,獲得更佳的處理效果。(3)采用有限元和實(shí)驗(yàn)探究?jī)煞N方法,探究微波沿楊木縱向紋理饋入時(shí),楊木在微波諧振腔中不同位置時(shí),其溫度分布均勻性的問題。研究表明:探究楊木在微波諧振腔中不同位置的溫度分布均勻性實(shí)驗(yàn)與有限元法模擬的結(jié)果一致,當(dāng)楊木塊置于微波諧振腔的中心位置或者偏離中心位置在離波導(dǎo)口較遠(yuǎn)的后端位置時(shí),木材的溫度分布均勻性較好,木材的水分減少也較快,干燥效果好。
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碩士學(xué)位論文邐基于楊木不同紋理方向的微波生物體耦合規(guī)律及其熱效應(yīng)研究逡逑３．１．４含水率對(duì)介電特性的影響逡逑影響木材介電特性的因素眾多，而水的介電常數(shù)可高達(dá)８０，所以其對(duì)木材介電逡逑特性的影響最大，遠(yuǎn)大于纖維素的介電常數(shù)，所以增加纖維物質(zhì)中的含水量可有效逡逑的增大介電常數(shù)。此外，自由水的增加可增大細(xì)胞壁和纖維素里的極性基的自由度，，逡逑也使介電常數(shù)增大。５１＜３（＾等１８７－＾發(fā)現(xiàn)，在纖維飽和點(diǎn)以下，介電常數(shù)隨含水率的增逡逑加呈指數(shù)形式增大；在纖維飽和點(diǎn)以上，呈線性增大。王佩Ｉ９１］通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，逡逑楊木的介電參數(shù)隨含水率的增大而增大，當(dāng)楊木的函數(shù)率在０？５％時(shí)，其介電常數(shù)X楀義霞擁那魘平匣郝�。曹晋悳Z齲郟梗玻痛鈾鐘肽靜鬧淶南嗷プ饔沒聿土四靜慕櫚玨義咸匭雜牒手淶墓叵�。Ｗｉｉe椋幔恚校勺芙崍似德省⒑�、温度、卧u(píng)淼雀鞣蕉蟈義纖囟閱靜慕櫚縑匭緣撓跋歟德屎禿識(shí)閱靜牡慕櫚縑匭雜跋熳畬�，温度、卧u(píng)礤義戲僥詰撓跋於云溆跋齏沃�，树謳密度对綑翱V匭緣撓跋煸蚋　ｅ義希村澹保并牛矗

本文編號(hào)：2649258