凹弧面内筒壁对微波反应器加热效率及均匀性的影响.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2016年第9期凹弧面内筒壁对微波反应器加热效率及均匀性的影响+曹湘琪，姚斌，郑勤红，杨继孔，向泰，钟汝能(云南师范大学物理与电子信息学院，昆明650500)摘要：微波加热过程中普遍存在电磁场能量分布均匀性差的问题，这将导致物料被非均匀加热，进而引发热点甚至热失控，制约了微波加热的推广。通过在玻璃内筒壁上加工凹弧面，利用凹弧面对微波具有多次漫反射的特点，提高电磁场分布的均匀性。在建模的基础上，利用HFSS软件仿真研究玻璃内筒壁上凹弧面参数对微波反应

2、腔内电磁场分布的影响。研究表明，当凹弧面半径r=12mm时，在不牺牲加热效率的前提下，反应物料内微波场分布均匀性可提高10．7％。关键词：圆柱形微波反应器；均匀性；凹弧面；微波能量场分布中图分类号：TF02；0441．4文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)09—0013珈5DOI：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．09．003Influenceofthecylindricalinnerwallforconcavecamberedsurfacetomicrowaveheatingeff

3、iciencyanduniformityCaoXiangqi，YaoBin，ZhengQinhong，YangJikong，XiangTai，ZhongRuneng(SchoolofPhysicsandElectronicInformation，YunnanNormalUniversity，Kunming650500，China)Abstract：Thenon-uniformityofelectromagneticfielddistributionintheprocessofthemicrowaveheatingdirectly

4、leadstothematerialbeingnon—uniformheatingandcausehoteventhermalrunawayproblem，itconstraintsofthemicrowaveheatingwide-spreadapplication．Theinnercyhnderofglassprocessonconcavecamberedsurface，theuniformityoftheelectromagneticfielddistributionisaimedtobeimprovedbythechar

5、acteristicsofmultipleorientationsmicrowavereflectionfromconcavearcinthemicrowavecavity．Onthebasisofthemodel，effecttheparametersofconcavecamberedsurfaceonelectricfielddistributioninthecavitywasnumericallyinvestigatedbyusingHFSSsoftware．Itwasconcludedthatunderthepremis

6、ewithoutsacrificingtheheat—ingefficiency，whentheradiusofconcavesurfaceis12mm，thereactionmaterialinmicrowavefielddistributionuniformitycanbeincreasedby10．7％．Keywords：cylindricalmicrowaveapplicator；uniformity；concavecamberedsurface；microwaveenergyfielddistribution0引言微波

7、加热由于具有加热速度快、有效利用能量和选择性加热⋯等独特的优点，而使其在食品加热、干燥、焙烧还原、材料制备和微波理疗等领域得到广泛应用心引。但在工业应用中，微波加热的不均匀性MJ是限制微波加热发展的主要瓶颈。其中微波腔内电磁场分布的不均匀性是导致微波加热不均匀性的一个重要原因。许多研究者采用不同的研究方法来改善微波腔内电磁场分布的均匀性。Geedipalli等人∞o应用ANSYS和Fluent软件模拟了转盘对微波加热效率的影响，结果显示有转盘与无转盘相比，加热均匀性改善约40％。Knoerzer等人∞1利用Quick．Wave3

8、D软件模拟了矩形微波反应器加热效率及均匀性，并用磁谐振成像技术证实了仿真结果。Bows¨1通过改变微波加热频率来改善矩形微波反应器加热的均匀性。Sebera等人喁1利用有限元的方法模拟了模式搅拌器对矩形多模腔内微波加热均匀性的影响。Anfinogentov等人旧