在微波加热柱状物料时,通常会在物料中心形成热点,导致加热不均匀,甚至可能损坏物料。因此,提出了一种用低损耗矩形介质包裹柱状物料的策略,以缓解微波加热的聚焦效应。首先,利用模式分析理论对比了常规柱状物料与包裹介质的柱状物料在...在微波加热柱状物料时,通常会在物料中心形成热点,导致加热不均匀,甚至可能损坏物料。因此,提出了一种用低损耗矩形介质包裹柱状物料的策略,以缓解微波加热的聚焦效应。首先,利用模式分析理论对比了常规柱状物料与包裹介质的柱状物料在微波照射下的行为,揭示了聚焦效应产生的机制。其次,建立了圆柱物料的多物理仿真模型,分析了矩形介质块对物料温度分布的影响。最后,分别对有无介质块包裹的柱状物料进行了实验。结果表明,在不降低加热效率的情况下,半径为10 mm,体积为10 mL的土豆的温度变异系数(Coefficient of Variation,COV)可从0.517降低至0.328。因此,采用矩形介质包裹的方式可显著缓解聚焦效应,提高微波加热的均匀性。该矩形介质具有尺寸小、造价低、质量轻等优点。此外,还讨论了矩形介质对不同容积的柱状物料在微波反应器中聚焦效应的改善效果,表明该方法具有良好的普适性。展开更多
文摘在微波加热柱状物料时,通常会在物料中心形成热点,导致加热不均匀,甚至可能损坏物料。因此,提出了一种用低损耗矩形介质包裹柱状物料的策略,以缓解微波加热的聚焦效应。首先,利用模式分析理论对比了常规柱状物料与包裹介质的柱状物料在微波照射下的行为,揭示了聚焦效应产生的机制。其次,建立了圆柱物料的多物理仿真模型,分析了矩形介质块对物料温度分布的影响。最后,分别对有无介质块包裹的柱状物料进行了实验。结果表明,在不降低加热效率的情况下,半径为10 mm,体积为10 mL的土豆的温度变异系数(Coefficient of Variation,COV)可从0.517降低至0.328。因此,采用矩形介质包裹的方式可显著缓解聚焦效应,提高微波加热的均匀性。该矩形介质具有尺寸小、造价低、质量轻等优点。此外,还讨论了矩形介质对不同容积的柱状物料在微波反应器中聚焦效应的改善效果,表明该方法具有良好的普适性。
