固态源微波炉的多物理场研究

发布时间：2024-06-28 21:07

　　在微波炉发明至今的几十年中,从专业要求极高的物化进程到经过消费者大量实践的商业、工业设备,微波加热技术已经涵盖了广阔的应用领域。尽管微波在加热领域的发展态势令人振奋,但是这项技术依赖磁控管的状况却一直未曾改变。由于磁控管微波炉只工作在某个单一频率上,加热腔内无法激发出更多的谐振模式,始终存在加热均匀性较差的情况。然而近年来,半导体工业在大功率微波源方面的应用得到了快速的发展,通过使用频率高精度可控的固态微波源为提高微波炉加热性能开辟了一条新途径。本论文运用多物理场仿真方法对固态源微波炉的多频率微波加热以及微波加热液体中的温度分层现象完成了如下工作:1.根据全固态微波炉在多物理场仿真软件COMSOL中建立同比例三维几何模型,然后从该几何模型出发,在考虑加热负载鸡肉的介电和传热特性关于温度变化的特点下,解决了相关的材料参数、边界条件设置和最佳网格尺寸计算等问题,建立了电磁-热耦合仿真模型。2.联合所建立的电磁-热耦合模型与MATLAB控制脚本实现固态源微波炉多频率微波加热仿真,并在2.4-2.5GHZ频段内,对不同频率变化趋势下的多种频率速率的微波加热进行了仿真研究并通过实验验证了仿真结果...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 固态微波源在加热领域的应用现状
    1.3 多物理场仿真概述
    1.4 本文内容与创新点
第二章 微波加热相关理论
    2.1 矩形谐振腔的谐振模式
    2.2 介质中的电磁损耗
    2.3 电磁-热耦合原理
    2.4 本章小结
第三章 固态源微波炉多频率微波加热仿真
    3.1 构建模型
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 模型参数
        3.1.3 网格划分
    3.2 COMSOL与 MATLAB联合方法实现多频率加热
    3.3 仿真结果与分析
        3.3.1 电场分布
        3.3.2 固定频率微波加热
        3.3.3 递增式频率速率微波加热
        3.3.4 递减式频率速率微波加热
    3.4 本章小结
第四章 固态源微波炉多频率微波加热实验
    4.1 主要实验装置
    4.2 多频率微波加热实验步骤
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 固定频率微波加热
        4.3.2 递增式频率速率多频率微波加热
        4.3.3 递减式频率速率多频率微波加热
    4.4 本章小结
第五章 微波加热液体的多物理场研究
    5.1 电磁-流体传热耦合原理
    5.2 传统底部加热仿真
    5.3 微波加热仿真
        5.3.1 水的介电温度特性
        5.3.2 模型构建
    5.4 仿真结果与分析
        5.4.1 传统底部加热
        5.4.2 微波加热
    5.5 微波加热实验
    5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后期工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3996671