Technical Papers and Presentations

    针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题，本文在结构优化后的模型基础上，探究物料介电特性、微波频率、物料量等对微波加热效果的影响。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行，使用其中的微波加热模块进行仿真计算。在电磁场中，以材料相对介电常数建立电位移场模型。模型波导外端面设置为矩形端口，并开启端口的微波激励，模式类型采用横电（TE）模式，模数为10，模式相位为0。在研究中分频域和瞬态两个步骤进行，在频域步骤中使用稳态求解器求解微波反应器腔体内的电场分布，以FGMERS法进行迭代求解；在瞬态步骤中使用瞬态求解器求解不同时刻下物料各个位置的温度，使用PARDISO 进行求解。分别是用于计算反应器内电磁场分布的“电磁波，频域（emw）”接口和用于计算物料温度变化的“流体传热（ht）”接口。
    运用COMSOL软件将麦克斯韦方程、传热方程以及流动方程等进行多物理场耦合，以数值模拟的方式对微波腔体内电场、流场以及温度场进行仿真分析，发现物料介电值高时微波加热的效率高，物料介电值低、物料量大时微波加热的均匀性好；微波频率高时微波加热的效率高、均匀性好，频率低时相反。