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卫生陶瓷模具微波干燥设备的模腔模拟与设计_数学_自然科学_专业信息
发布时间 : 2021-04-02 06:22:58 浏览: 68次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-

卫生陶瓷模具微波干燥设备的模腔模拟与设计赵应军[摘要]摘要:利用CST仿真软件对裂纹天线的尺寸进行了仿真和优化。根据腔体的结构和材料的尺寸,合理分配微波能量,提高了能量利用率,实现了微波场在三维状态下的均匀分布。微波具有穿透力强,易于控制的优点。物料在内部和外部同时加热,大大缩短了干燥时间,提高了生产效率。 [期刊名称]“电子测试” [年(卷),发行] 2019(00 0) 014 [总页数] 3 [关键词]卫生陶瓷;模具;微波干燥;裂纹天线; CST模拟0引言随着21世纪世界经济的发展,排已经渗透到各行各业的生产过程中亚博vip ,据统计,干燥过程中的能源消耗占工业燃料总消耗的15%,而在陶瓷工业中,干燥的能耗在总燃料消耗中所占的比例要大得多,传统的陶瓷模具干燥是加热空气,首先通过热交换以热传导的方式干燥材料表面,以及材料的内部,尤其是大物体内部的水分很难快速蒸发,同时,热空气的排出会带走大量的热量,因此,传统的干燥依靠对流和热交换的技术能耗极低,最高仅为35%。 [1]此外,由于石膏模具本身对温度高度敏感,因此不可能通过提高热风温度来节省时间,从而大大降低了生产效率并减慢了行业的发展速度。

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尽管微波干燥已广泛应用于各个行业,但尚未在陶瓷模具中得到推广。这是由于陶瓷模具本身的三维结构及其对温度敏感的特性。传统的微波设备的缺点是2450MHz的穿透深度不够。 915MHz馈电结构单个一、的局部功率密度太大。针对这些问题,本文设计的915MHz微波缝隙天线结构不仅保证了穿透深度,而且解决了由于单个馈电点而引起的材料加热不均匀的问题。它已很好地应用于陶瓷模具的干燥。 1微波仿真技术的数学模型1. 1微波场理论根据经典电磁理论,腔中电磁场的分布规律遵循麦克斯韦方程:E是电场强度,H是磁场强度,ω是微波的角频率?是真空渗透率,ε是相对介电常数,0ε是真空介电常数,?是矢量微分算子,ε可定义为:ε'和ε''分别是介电常数的实部和虚部。 1. 2材料的吸收特性用于计算材料的微波吸收效率的公式为:tgδ是材料的损耗角正切北京快乐8 ,f是微波频率。从上面可以看出,材料的微波吸收效率与材料本身的介电常数,损耗角正切和电场强度有关。陶瓷主体对微波的吸收主要取决于主体的水分含量。水含量越高,吸收效果越好,水的蒸发越快。但是,水分流失过快的区域由于水分的流失,其吸波性能较差凤凰彩票app ,形成负反馈以确保各个区域干燥的均匀性。

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材料对微波能量的吸收效率与电场的平方成正比。因此,腔内电场的均匀性尤为重要。 2缝隙天线2. 1的设计确定缝隙的总数所谓的缝隙天线是金属腔或波导壁,带有缝隙以辐射或接收电磁波。辐射的原理是:只有当打开的缝隙切断波导内表面上的壁电流时,缝隙才会被激发而产生辐射。在实际应用中,波导的长度和形状是根据腔的大小确定的,并且切缝的原理是根据谐振缝隙天线的经典理论。首先,优化单个缝隙天线陶瓷模具设备,然后将腔体和缝隙天线组合在一起以进行微调。根据波导的长度和形状以及缝隙的位置确定缝隙的数量。在这种设计中,考虑到材料底部的场强较弱lol压注 ,在U形波导的底部开有一个纵向间隙。考虑到能量辐射的均匀性陶瓷模具设备,偏移到波导两侧的缝隙数量应尽可能相同。基于上述因素,确定单个缝隙波导中的缝隙数为17。2. 2相邻缝隙中心在纵向上的距离为了确保良好的匹配效果,缝隙应为位于波导中驻波的节点处。因此,两个相邻槽之间的中心距离d恰好是一个驻波波长,即波导波长的一半。对于BJ-9波导中的915MHz微波:其中λ是真空中微波的波长,gλ是波导波长,cλ是截止波长,c是光速。

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2. 3裂缝宽度D裂缝宽度设计中考虑的主要因素是:(1)当输入最大功率时,在型腔中最坏的情况下,请确保裂缝不会破裂。 (2)确保足够的通带隙宽度和其他参数确定能量分布。当然,这是以后要优化的地方。[3)当D =(0. 05〜0. 1)λyabo网页版 ,通过的频带高达微波频率的10%。结合空气的击穿电压和通过单个间隙的能量,D> 10mm不会引起击穿[2]。2. 4间隙长度L基于经典理论,缝隙长度L通常为波长的一半,即λ/ 2,但是,在实际的缝隙天线中,由于缝隙对波导波长的影响,该值会有一些偏差, 2. 5缝隙横向偏移缝隙的偏移会影响缝隙的等效阻抗,这种方法很复杂。难以计算,因此难以确保准确性。该设计主要是通过实际仿真效果进行优化和确认的。为了便于处理,每个间隙的偏移量默认值为15mm。 2. 6短路面的位置短路面的位置将直接确定狭缝的位置是否在驻波的波节点上方。理论上,路段与最后一个间隙的中心之间的距离为λg / 4。但是,在实际情况下,由于狭缝的影响,该距离通常小于理论计算值。 3缝隙天线的仿真图1中显示了一个缝隙天线的模型。缝隙的位置应尽量保持在驻波结点上方,并切断波导壁电流,以达到能量辐射的目的。

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可以通过间隙的偏移来调整能量辐射的比率。如图2至5所示,分别优化了槽间距,槽偏移,槽宽度和短路表面的位置:在有效频率下,馈电端口的最终反射系数小于0. 2乐队。在实际应用中,可以通过三个引脚进一步调整。 4腔体模型和仿真根据材料的形状,放置位置和吸收特性,设计腔体模型,如图6所示。微波通过两级波导功率分配器传输到腔体内。在空腔中放置了两个推车,每个推车上放置了四个需要干燥的陶瓷体。单侧的两个U行波导以镜像方式排列。考虑到金属反射微波,并且考虑到材料的底部接收的微波辐射较少,因此在腔体的底部故意添加横向间隙,以确保向材料的底部表面辐射足够的能量。腔中材料的表面场强的总体分布如图7所示。在材料的边缘处有一些较强的区域。这是模拟软件网格化的边缘效果,在此可以忽略。从图片中

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