微波加熱中溫度分布的數(shù)值模擬研究.pdf

1、微波加熱具有加熱時(shí)間短，控制及時(shí)，清潔衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于生活和生產(chǎn)實(shí)際中。但人們對(duì)微波加熱技術(shù)的研究較少，絕大部分加熱控制還依賴于“經(jīng)驗(yàn)估計(jì)”。
　　本文主要開展微波加熱的數(shù)值模擬研究，分為以下幾個(gè)部分：
　　一、陶瓷微波加熱過(guò)程的數(shù)值模擬
　　陶瓷材料結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其溫度升高時(shí)會(huì)對(duì)周圍的電磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，因此加熱過(guò)程可描述為熱傳導(dǎo)方程和Maxwell方程的耦合系統(tǒng)。論文通過(guò)引入時(shí)間壓縮因子，數(shù)值求解耦合方程，模擬了微波加熱

2、陶瓷的溫度分布過(guò)程。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，對(duì)陶瓷加熱中避免熱失控產(chǎn)生提出了微波功率和加熱時(shí)間上的建議。
　　二、秸稈料包微波加熱過(guò)程的數(shù)值模擬
　　利用微波對(duì)秸稈進(jìn)行加熱干燥可便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。論文主要對(duì)秸稈包微波加熱過(guò)程的升溫特性進(jìn)行了理論研究和數(shù)值模擬。與陶瓷不同，秸稈溫度的升高不會(huì)引起磁場(chǎng)的變化。論文在利用Lambert定律對(duì)內(nèi)熱源項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)化基礎(chǔ)上，求得了熱傳導(dǎo)方程第二邊值問(wèn)題的解析解和數(shù)值解，并利用Matlab軟件模擬其溫

3、度分布情況。通過(guò)分析，我們對(duì)秸稈的加熱時(shí)間和尺寸選擇提出建議。
　　三、秸稈料包微波均勻加熱干燥過(guò)程的控制
　　秸稈在加熱過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)加熱不均勻現(xiàn)象。該部分我們?cè)O(shè)計(jì)了溫度反饋切換系統(tǒng)，通過(guò)開關(guān)控制加熱過(guò)程，對(duì)秸稈進(jìn)行均勻加熱，將秸稈包的溫度控制在干燥階段的溫度范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)充分干燥的目的，同時(shí)又能節(jié)省能源。
　　進(jìn)一步我們討論了均勻加熱過(guò)程的控制模型和帶記憶的分?jǐn)?shù)階模型。為此對(duì)該模型的簡(jiǎn)化模型——帶有非瞬時(shí)脈沖的分?jǐn)?shù)