圆柱形微波加热器加热效率及均匀性仿真分析

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1、圆柱形微波加热器加热效率及均匀性仿真分析———曹湘琪，姚斌，郑勤红，杨继孔，向泰，钟汝能圆柱形微波加热器加热效率及均匀性仿真分析曹湘琪，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:提出了一种内筒为曲面的新型圆柱形微波加热器。利用电磁仿真软件HFSS实体建模，通过数值模拟仿真获得一系列反射功率最小、可用于微波反应腔加热效率及均匀性优化的理论依据;以此为基础，选取优化后的曲面内筒和光滑内筒两种圆柱形微波加热器进行模拟仿真。结果表明新型曲面内筒相对光滑内筒能

2、够提升均匀性，消除微波盲区，且加热效率提升最高可达15．8%。关键词:曲面内筒;光滑内筒;加热效率;加热均匀性中图分类号:TS255．35文献标志码:A文章编号:1005－1295(2014)06－0029－03doi:10．3969/j．issn．1005－1295．2014．06．008AnalysisofHeatingEfficiencyandUniformitySimulationontheCylindricalMicrowaveHeatingApplicatorCAOXiang-qi，YA

3、OBin，ZHENGQin-hong，YANGJi-kong，XIANGTai，ZHONGＲu-neng(SchoolofPhysicsandElectronicInformation，YunnanNormalUniversity，Kunming650500，China)Abstract:Proposedanewtypecurvedsurfaceinnercylinderofcylindricalmicrowaveheatingapplicator．BasedontheHFSSsoftware，so

4、melawsfortheoptimizationofcylindricalmicrowaveheatingapplicatorwerederivedbyanalyzingthesimulationresults．Theapplicatorswithcurvedsurfaceandsmoothinnercylinderwereredesignedaccordingtothelawsandsimulated．Thesimulatingresultsshowthatcurvedsurfaceinnercy

5、lindercanimprovetheuniformityofmicrowaveandeliminatetheblindarea，theheatingefficienciesareimprovedto15．8%．Keywords:curvedsurfaceinnercylinder;smoothinnercylinder;heatingefficiency;heatinguniformity［4］模腔内微波加热均匀性的影响。Itaya等通过0引言试验研究在矩形微波加热器四壁设置流化状态的［5］金属球

6、体对提高微波场分布均匀性的作用。微波加热由于其加热速度快、有效利用能量、孙鹏等利用COMSOLMultiphysics仿真了矩形微［1］选择性加热等独特的优点，在工业中被广泛运波加热器馈口位置、样品位置及尺寸对微波加热用。为提高微波加热的效率和均匀性，众多研究效率的影响，以及多馈口激励对改善微波加热均［6］者做出了努力。Geedipalli等运用ANSYS和Flu-匀性的作用。韩清华等利用HFSS软件仿真多ent软件模拟矩形微波加热器的转盘转动可提高馈源箱式微波加热器馈口在不同开口位置、不同［2］微

7、波加热的均匀性。Bows等通过改变矩形微数量和分段组合条件下对微波场均匀性的影响。［3］波加热器的加热频率来改善加热的均匀性。上述研究主要针对矩形微波加热器研究其加热均［7］Sebera等通过有限元的方法模拟模式搅拌器对多匀性和加热效率。本文提出一种在内筒四周发稿日期:2014－06－26;修稿日期:2014－07－15基金项目:国家自然科学基金重点项目(50734007)作者简介:曹湘琪(1988－)，女，硕士，主要从事电磁场计算，通信地址:650500云南昆明市呈贡新区雨花片区1号云南师范大学7

8、08信箱，E-mail:cao_xqi@126．com。29包装与食品机械2014年第32卷第6期加工多个凹弧面的圆柱形微波加热器，利用高频所示。由图2可知，随r的增加，馈口本身的反射电磁仿真软件HFSS进行微波场均匀性和加热效功率减小，馈口之间的反射功率基本不变。当r率的模拟仿真。=12mm时，馈口及馈口间的反射功率均较小。1加热均匀性及效率研究提升圆柱形微波加热器加热均匀性及效率的原理:由于馈口馈入微波的位置是固定的，当电磁波束平行入射到圆柱形侧壁上时，反射的角度