《基於物料載入的微波加熱諧振腔諧振模式的研究》是依託昆明理工大學，由陳華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於物料載入的微波加熱諧振腔諧振模式的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳華
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為一種新型綠色冶金方法，微波輻射技術在磨礦、濕法浸取、乾燥、廢物處理和礦石還原等冶金領域中具有廣泛的套用前景。微波加熱諧振腔的設計直接影響加熱的效率，加熱的均勻性以及微波源的利用率等。腔體中的諧振模式數是設計諧振腔體的重要參考指標之一，然而在加熱中，隨著載入物料的不同，腔體中的諧振模式會改變甚至消失，從而使腔體中的諧振頻率和品質因數隨之發生改變，最終導致對微波加熱腔體的加熱效率以及均勻性產生影響。本項目旨在：基於微波加熱的優點和物料加熱以後介電特性的變化，根據電磁理論推導編程，對物料載入時諧振腔內諧振模式數的和電場分布特性進行分析，建立溫度場與物料介電特性以及諧振模式的數學模型。通過軟體仿真及實驗數據對比，總結物料載入下諧振模式數對腔體設計的影響。該項目可為實現微波冶金的低成本生產以及微波反應器的最佳化設計提供理論指導和技術原理，對完善微波與物質間相互作用理論，實現清潔生產具有重要的意義。
結題摘要
微波輻射技術作為一種新型的綠色冶金方法被廣泛的套用於冶金領域中。而微波加熱腔體的設計直接影響加熱的效率、加熱的均勻性以及微波源的利用率。本項目基於微波加熱的優點，對物料載入的加熱腔體內諧振模式的變化以及場分布的特性進行研究，通過軟體仿真及實驗數據對比，總結出了物料載入下諧振模式數對腔體設計的影響。項目執行過程中提出了一種基於等效阻抗建立加熱腔體模型的理論，並提出了一種針對微波加熱腔體仿泄露的快速方向性多層算法；根據電磁波傳輸線理論，以石油焦等典型冶金物料為研究對象分析計算出了含水率和溫度對物料的吸波特性及透波特性的影響；試製了一種密封式的微波閃蒸腔體用於工業廢水的處理並且效果良好；同時針對微波加熱腔體內波導饋入口密封度不高導致不能保持絕熱腔體的真空度問題設計了一種密封腔體波導導入裝置；同時對加熱過程中物料的電磁敏感特性的影響因素進行了研究，建立了部分電磁敏感性的模型，為後續的研究奠定了方向。項目執行期間項目組成員共發表期刊論文11篇，其中SCI檢索5篇，中文核心期刊5篇。發表會議論文3篇，被EI及ISTP檢索3篇，申請及授權專利6篇，項目資助下培養博士研究生2名，出站博士後1名。本項目為微波加熱腔體的最佳化設計提供理論指導並且實現了產學研的結合，對完善微波與物質間相互作用理論，實現清潔生產具有重要的意義。
