微波加热CaO-SiO2体系材料的数值模拟研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaotang111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微波加热技术是利用微波这一特殊波段所具有的一些特性以及它与被加热介质耦合来产生热量,即利用介质损耗使材料整体加热至所需温度。它具有加热速度快、加热均匀、高效、易控制、安全环保等优点。但是在实际的应用过程中,对于微波加热体,、尤其是固体加热样品温度变化的测量存在着一定的困难。这主要是因为温度测量装置要么会干扰电磁场,要么会干扰温度场。因此,用数值计算的方法来较为准确地寻找微波加热体温度变化规律成为一个很有意义的研究方向。在现代微波电磁场工程中,各种数值计算方法发挥着越来越重要的作用,其中,时域有限差分算法(Finite-Difference Time-Domain Method,简称FDTD法)是20世纪60年代中期发展起来的一种十分有效的电磁场数值计算方法,它的本质是将微分形式的时域Maxwell旋度方程转化为差分方程来数值求解电磁场。目前,FDTD法的应用已经遍及许多科学领域。本文实验部分采用微波对CaO-SiO2,体系材料进行了加热,微波加热系统的微波源频率为2450MHz,使用的功率为1kW。材料的温度变化采用日本产的ULTIMAX-20红外辐射高温计测定。对于材料样品平均温度的测量,结合微波加热过程的一些特点,采用液体量热测温方法,该温度测量方法的原理是热传递和能量守恒,具有操作简便、结果可靠的特点。这些测量结果可用作对于微波加热体温度场理论计算结果进行对比的重要依据。有限差分法求解微波加热体温度变化规律的要点是:首先选择合理形式的热传导微分方程,将计算节点放置在Yee元胞中心,从而将热传导方程离散化而得到关于温度的差分方程组。在求解所得到的差分方程组时,还要考虑定解条件,包括:初始条件和边界条件。同样为了保证数值的稳定性,对于时间步长也有相应要求,当然这个要求远低于FDTD法对时间步长的要求,所以这个问题自然得到了解决。本文将利用Maxwell方程组与热传导方程(Fourier方程)来计算微波加热过程中一种特殊材料的温度随时间的变化规律。并将材料温度变化的理论计算结果与有关的实验测量结果进行对比,从而验证了本文所提出的数值计算模型的可行性和可靠性。
其他文献
从当代中国纪录片发展史的角度,无论是对中国纪录片美学的整体考察,还是对中国纪录片导演创作的微观分析,张以庆及其作品都是一个无法回避的存在。1990年,张以庆以《红地毯上
1938年,武汉被日本鬼子占领前夕,我被儿童保育院收养.从鄂北均县草店到了重庆大田坎。1939年我很荣幸地被录取到伟大人民教育家陶行知创办的育才学校,到草街子古圣寺报到。我第一
针对Autokey模型的铁路时间同步协议安全性问题,提出利用着色 Petri 网对协议进行安全性分析。剖析 Autokey模型的铁路时间同步协议序列及其执行流程;重点针对其认证阶段,分
20世纪90年代后期以来,美国企业与亚洲企业之间在技术创新要素方面的交流迅速增强,成为近10多年来美国与亚洲技术联系的一个主要内容和促进因素,这将对美亚经济关系的发展产生重
校企合作是促进高职教育持续发展的重要途径,也是高职院校教育教学改革的内在需求,校企双方通过"优势互补、资源共享"就一定能实现"互惠互利、共同发展"。
儒、道两家思想是我国传统文化的精髓,是对古代社会政治、经济、文化影响最大最深的思想体系。中华民族在儒道两家思想的影响和推动下,创造并发展了优秀的民族音乐文化,形成
五行音乐疗法即音乐治疗与传统中医基础理论相结合的一种治疗方法,可单独应用于疾病治疗,亦可与其他治疗手法联合应用,具有操作简便、安全及经济负担轻等优势。五行音乐疗法
18-19世纪的爱尔兰天主教问题是大英帝国内部有着深刻历史积淀的问题,对于现今不列颠地区的政治和宗教图景产生了重大的影响,在民族主义发展史和世界移民史上具有重大的历史意
在室内设计中,陈设艺术显得尤为重要,合理的陈设不仅可以点缀和改善室内空间环境、凸显室内风格,还可以组织和柔化室内空间,关系着人们的日常生活。现主要从室内陈设的重要作
在建筑施工企业不断发展过程中,极大地促进了深基坑支护施工的顺利进行,而加强施工技术管理也变得尤为重要和关键,可以为工程施工水平的提升助益。加强施工中深基坑支护的施