多孔介質(zhì)微波加熱熱質(zhì)傳遞過程的研究.pdf

1、不同于傳統(tǒng)的加熱方式，微波加熱其由內(nèi)到外熱量梯度的獨特干燥方式使其具有加熱速度快，節(jié)約能源等優(yōu)點。因此，微波加熱被廣泛應用于化工、食品、材料加工、醫(yī)學治療等行業(yè)，尤其在食品干燥行業(yè)。然而加熱過程中物料溫度的不均勻分布導致產(chǎn)品品質(zhì)降低及產(chǎn)品安全性等問題制約著微波加熱技術(shù)的發(fā)展。
　　在微波加熱過程中，熱量和質(zhì)量的傳遞過程同時進行，物料內(nèi)部的溫度變化及分布非常復雜，其主要取決于微波腔內(nèi)電磁場的分布、物料的介電特性、物料的幾何形狀及尺寸

2、等。物料形狀不同，其內(nèi)部的電磁場分布不同，從而導致物料內(nèi)的溫度分布也不同，水分的遷移又受到溫度的影響。在微波加熱過程中，物料的介電特性、溫度、濕含量、微波穿透深度、電磁場及單位體積吸收的微波功率等參數(shù)相互影響、互相耦合，因此，探究微波加熱的機理和熱質(zhì)傳遞的過程成為目前研究的熱點。
　　本課題采用實驗方法，以土豆和白蘿卜為物料，研究了其形狀尺寸、腔體大小、波導位置、物料種類對物料溫度分布的影響。結(jié)果表明:不同形狀的物料，其內(nèi)部溫度分

3、布不同，對于正方體會出現(xiàn)溫度沿棱角分布的不均勻現(xiàn)象，圓柱體的溫度分布均勻性較優(yōu);小尺寸物料的熱點集中在中心，并向邊緣傳遞，大尺寸物料的熱點出現(xiàn)在邊角;小腔體內(nèi)物料對能量的利用更高，溫升也更大;靠近微波源的一側(cè)顯示明顯的溫度升高;介電常數(shù)大的物料溫度升高要低于介電常數(shù)小的物料;本論文還針對不同體積、不同表面積物料對微波功率吸收效率進行研究，發(fā)現(xiàn)大體積和大表面積的物料對微波能量利用更高。通過對土豆和白蘿卜干燥曲線的研究，發(fā)現(xiàn)濕含量大的物料干