收藏本站
《特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集(摘要)》2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

316L不锈钢粉末微波加热机理研究

张际亮  黄亦斌  王霏  顾永华  江开勇  
【摘要】:微波烧结是一种非常有效、新颖的材料制备手段,具有加热速度快、烧结温度低、均匀加热、选择性加热等特点,广泛应用于金属、陶瓷、聚合物及复合材料的研究。但由于微波烧结的复杂性,目前的研究主要通过样品的升温过程来反映电场或磁场对加热的贡献,并没有对实际粉末与微波加热过程的耦合机制进行详细分析。本文以316L不锈钢粉末为研究对象,通过分离单模谐振腔的电磁场,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对不锈钢粉末颗粒在微波场中的加热行为进行模拟,研究微波与316L不锈钢粉末颗粒的耦合作用机理。模拟的研究结果表明:316L不锈钢粉末颗粒被加热的主要原因是电磁损耗,微波中的磁场对电磁损耗起主导作用,电磁损耗功率与磁场强度的平方成正比,而由外电场引起的电导损耗可以忽略不计;316L不锈钢粉末的微波加热过程和机理可以归纳为:金属颗粒在电磁场中具有集肤效应,只有微波穿透层内的金属能吸收微波能量并产生热量,而金属颗粒内部没有自由电荷,缺少能量转换的媒介,所以微波加热只停留在表面极薄的穿透层内;表层金属吸收微波能量以后,再通过热传导将热量传递到粉末颗粒内部,从而实现粉末颗粒的整体加热。本文的模拟研究结果还表明:316L不锈钢粉末颗粒尺寸和微波加热效率有很大关系;随着颗粒尺寸的增加,平均电磁损耗呈现先增大后减小的变化趋势;当颗粒直径约为43μm时,316L不锈钢粉末的电磁损耗最高,即微波加热的效率最高;出现这种现象的原因是由于不锈钢粉末的加热主要集中在粉末颗粒表面的穿透层深度内,此时电磁损耗功率与R~2成正比;而金属颗粒的体积为(4π/3)R~3,因此,当Rδ时,电磁功率损耗密度∝R~2;当Rδ时,电磁功率损耗密度∝1/R;因而颗粒直径不同,微波吸收穿透层厚度不同,电磁损耗也不相同,存在一个最大值。

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 H.H.Liang,Z.Y.Hu;油炸和微波加热对春卷物理特性的影响[J];食品与机械;1999年05期
2 李西长;八十年代微波加热的利用[J];食品科技;1979年11期
3 王静;桑俊利;;微波加热对农产品营养和风味的影响[J];农产品加工(学刊);2010年01期
4 陈菲;;微波加热的基本概念和微波烤炉的构造[J];商场现代化;1981年04期
5 吴大伟;微波加热作业的劳动保护[J];劳动保护;1980年09期
6 田振武;微波加热熔烤花生米试验研究[J];食品科学;1983年11期
7 叶桐封;;应用微波加热干燥水产品探讨[J];渔业现代化;1981年04期
8 龙天纲;;猪毛的微波加热干燥探索[J];肉类工业;1988年12期
9 ;微波加热用于烘烤糕点[J];食品科技;1978年04期
10 王福功;微波加热[J];食品科技;1979年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 庄学曾;;微波加热在临床医学上的应用[A];1993年全国微波会议论文集(下册)[C];1993年
2 斯丹燕;徐耀鑫;朱守正;;多口激励下的微波加热分析[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 邓斯萍;白山;林莘;;稠油微波加热的有限元分析[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
4 杨晓庆;叶君永;华伟;赵岩岩;;基于化学反应等效介电系数经验公式的微波加热模拟[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
5 解丽丽;徐红;范武刚;李晋平;董晋湘;;微波加热LTA沸石[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
6 韩继铖;李解;李保卫;王君;韩磊;韩腾飞;;含碳Fe_2O_3微波加热升温过程数值模拟_(11)[A];第十七届(2013年)全国冶金反应工程学学术会议论文集(下册)[C];2013年
7 纪海翔;褚庆昕;;基于FDTD方法的微波加热传导热模型分析[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
8 廖学红;陈晓利;;微波加热合成氧化铜纳米棒[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
9 何秋彤;余恺;吴奕渠;胡卓炎;;微波加热对三种细菌的致死动力学模型研究[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
10 李锦和;白芳和;张有光;周淑俭;刘彬;;工业微波加热灭菌机械制造技术[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第四届学术年会论文集[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 杨雄飞;微波加热在钢铁工业中的应用概述[N];世界金属导报;2007年
2 本报记者 梁庆华 余春槐 通讯员 张荆;微波蛋糕制作中常见问题及解决办法[N];中国食品报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郭丽娜;微波加热高碳猛铁粉固相脱碳理论与试验研究[D];太原理工大学;2015年
2 刘能生;粉煤灰微波加热活化新工艺及资源化应用研究[D];昆明理工大学;2016年
3 袁宇鹏;基于热动力学模型的液—固媒质微波加热过程优化控制[D];重庆大学;2016年
4 王颖;稠油微波加热降粘机理的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨庆浩;微波食品介电特性研究[D];电子科技大学;2014年
2 崔广强;基于DSP图像识别的微波加热系统温控技术研究[D];电子科技大学;2015年
3 霍慧慧;多孔介质微波加热热质传递过程的研究[D];天津科技大学;2015年
4 赵然琳;微波加热对猪肉可溶性蛋白的影响及其印刷电极检测初步研究[D];电子科技大学;2016年
5 王冰冰;虾肉糜的微波加热特性研究[D];上海海洋大学;2016年
6 邵健;块体金属材料微波加热方法及效应研究[D];北方工业大学;2017年
7 王彪;微波加热过程中热点效应的试验与模拟研究[D];山东大学;2017年
8 斯丹燕;多源微波加热中若干关键问题的分析[D];华东师范大学;2012年
9 苏斌;微波加热干燥单宁锗酸的工艺研究[D];昆明理工大学;2009年
10 毛金龙;微波加热制备部分稳定氧化锆实验研究[D];昆明理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026