双源加热系统中负载对磁控管耦合的影响实验研究

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作者 郭朝杰 刘志俊 +2 位作者 朱铧丞 印长豹 杨阳 《真空电子技术》 2024年第5期101-106,共6页

为应对磁控管单管输出功率不足的问题,目前工业上广泛采用的是双源及多源加热这一策略,然而该方式缺乏理论支持及实验探究。针对以上问题,基于磁控管注入技术,利用加热腔体中端口之间的耦合完成能量注入,研究了双源加热系统中不同吸收... 为应对磁控管单管输出功率不足的问题,目前工业上广泛采用的是双源及多源加热这一策略,然而该方式缺乏理论支持及实验探究。针对以上问题,基于磁控管注入技术,利用加热腔体中端口之间的耦合完成能量注入,研究了双源加热系统中不同吸收负载对于磁控管单向耦合及相互耦合的影响。实验中成功使用一个输出稳定的磁控管改善了另一个稳定性较差、噪声较多的磁控管的输出,实现了不同耦合状态下的磁控管注入锁定,并测量了不同吸收负载下的频率锁定范围。 展开更多

关键词 磁控管 双源 耦合 频谱

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基于随机森林算法的酒精浓度在线测量系统 被引量：2

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作者 张肖 朱铧丞 +1 位作者 杨阳 李兴兴 《真空电子技术》 2023年第2期80-86,共7页

酒精度是酒类生产过程中重要的技术指标,目前对于酒精度的测量方法过程繁琐,耗时较长,容易污染浪费,本文提出一种基于微波测量和随机森林算法的在线酒精浓度测量系统。首先基于传输反射法和有限元法(FEM)设计双端口测量装置,优化腔体结... 酒精度是酒类生产过程中重要的技术指标,目前对于酒精度的测量方法过程繁琐,耗时较长,容易污染浪费,本文提出一种基于微波测量和随机森林算法的在线酒精浓度测量系统。首先基于传输反射法和有限元法(FEM)设计双端口测量装置,优化腔体结构,使S11和S21与酒精浓度呈单调变化;然后基于FEM算法计算腔体内不同介电常数的S11和S21,得到4081组训练数据;基于随机森林算法,训练反演网络;最后引入非线性回归校准算法,依据浓度与介电实部的关系获得待测样品的酒精浓度,测试准确度高达99%。本系统结构简单,可以用于酒精浓度的非接触式在线测量,测量精度高,避免酒精的污染浪费,有效地提高了生产效率。 展开更多

关键词 双端口圆柱体谐振腔 S参数 相对介电常数 随机森林算法 非线性回归校准

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基于缝隙辐射器的腔内四分区定向加热研究 被引量：1

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作者 黄洁 方友平 +3 位作者 郑弘佑 唐相伟 杨阳 朱铧丞 《真空电子技术》 2023年第1期81-87,共7页

分区定向加热能够实现腔内任意方向的定向加热控制,且可以加热多种食材。本文设计一种耐高温、功率容量大的缝隙辐射器,并根据该缝隙辐射器设计了一个腔内四分区分时定向加热系统。首先设计了一种耐高温、便于生产加工的缝隙辐射器,利... 分区定向加热能够实现腔内任意方向的定向加热控制,且可以加热多种食材。本文设计一种耐高温、功率容量大的缝隙辐射器,并根据该缝隙辐射器设计了一个腔内四分区分时定向加热系统。首先设计了一种耐高温、便于生产加工的缝隙辐射器,利用其组成辐射器阵列,并根据波的叠加原理推导出每个辐射器的相位,以实现腔体中的分区指向,从而达到腔内四分区分时定向加热的目的;随后通过耦合电磁场和热传递方程建立了微波加热的多物理场模型,分析了在腔内的微波定向性能,最后搭建实验系统,利用温度计测量实验结果,以验证腔内四分区分时定向加热的效果。 展开更多

关键词 定向加热 缝隙天辐射器 微波加热 多物理场

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微波技术在大脑深层信息探测的应用研究进展 被引量：1

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作者 蒋廷锋 叶菁华 +1 位作者 施开波 朱铧丞 《太赫兹科学与电子信息学报》 2023年第9期1124-1134,共11页

微波技术对大脑信息进行探测正处于发展时期,目前正逐渐走向成熟,现已用于实体的检测与操作中。通过联合超声波、核磁等方法,完善了微波信息探测体系,增强了微波信息探测的效率。本文基于对大脑深层信息探测的3种微波技术以及现有微波... 微波技术对大脑信息进行探测正处于发展时期,目前正逐渐走向成熟,现已用于实体的检测与操作中。通过联合超声波、核磁等方法,完善了微波信息探测体系,增强了微波信息探测的效率。本文基于对大脑深层信息探测的3种微波技术以及现有微波探测技术中存在的问题进行总结,并对微波技术未来在大脑信息探测上的应用进行展望。通过对3种不同微波探测应用的分析,发现微波技术对大脑的探测具有巨大的潜力。这些应用可以有效地为脑部组织或人体其他组织的病态检查提供解决方案。同时,通过与人工智能结合,微波技术还可用于脑部的远程监测或身体的其他部位的远程监测中。 展开更多

关键词 微波技术 脑神经 电位变化 温度探测 超宽带技术

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微波辅助油炸的加热均匀性研究

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作者 严雪婷 杨阳 朱铧丞 《真空电子技术》 2023年第1期88-94,共7页

为了实现高均匀性的微波和油炸的联合加热,本文设计了一种延展的微波单模腔,扩大了微波加热区域,通过调节矩形加热区域在极化方向的尺寸可获得均匀的电场分布,同时建立了微波加热的多物理场仿真模型来计算腔体内的电磁场分布以及土豆的... 为了实现高均匀性的微波和油炸的联合加热,本文设计了一种延展的微波单模腔,扩大了微波加热区域,通过调节矩形加热区域在极化方向的尺寸可获得均匀的电场分布,同时建立了微波加热的多物理场仿真模型来计算腔体内的电磁场分布以及土豆的温度分布。仿真结果表明,在设计的腔体内模拟微波油炸初步实现对土豆油炸效率的提升,模拟土豆在矩形加热腔内做匀速平移运动以及调节上下两个端口之间的相位差随时间不断变化能够进一步提高油炸均匀性,并建立实验系统,验证了所提方法的准确性。还讨论了不同厚度、不同含水量的土豆片对油炸均匀性的影响。 展开更多

关键词 单模腔 微波热效应 加热均匀性 多物理场

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基于缝隙波导的多频微波加热研究

6

作者 杜梦娜 朱铧丞 杨阳 《真空电子技术》 2023年第3期50-55,60,共7页

微波因其高效、绿色无污染等优点在加热领域应用广泛,但加热均匀性差限制了它的进一步发展。本文基于波导缝隙天线理论和磁控管的非线性响应特性,设计了一个以波导缝隙阵列天线为辐射器的加热系统。利用磁控管的非线性响应特性输出多个... 微波因其高效、绿色无污染等优点在加热领域应用广泛,但加热均匀性差限制了它的进一步发展。本文基于波导缝隙天线理论和磁控管的非线性响应特性,设计了一个以波导缝隙阵列天线为辐射器的加热系统。利用磁控管的非线性响应特性输出多个频率的微波以丰富电磁场的模式,设计了基于横向缝隙波导和纵向缝隙波导的两种辐射器,建立了微波加热的多物理场模型,以模拟多个频率的微波通过缝隙波导加热物体的效果,并分析了不同参数如缝隙、频差等对加热均匀性及效率的影响。 展开更多

关键词 微波加热 缝隙波导 多频 加热均匀性

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一种非极性溶液微波间接加热方法的仿真计算 被引量：3

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作者 朱铧丞 马伟权 +1 位作者 杨阳 黄卡玛 《真空电子技术》 2018年第3期50-52,共3页

微波加热是一种与被加热物质直接作用的选择性加热方式,但这种效应在微波直接作用于极性分子时效果较好,微波在作用于极性分子时,极性分子在快速变化的高频电磁场中其极性取向随着外电场的变化而变化,造成分子的运动而相互摩擦产生热量... 微波加热是一种与被加热物质直接作用的选择性加热方式,但这种效应在微波直接作用于极性分子时效果较好,微波在作用于极性分子时,极性分子在快速变化的高频电磁场中其极性取向随着外电场的变化而变化,造成分子的运动而相互摩擦产生热量,但微波加热非极性分子时,由于非极性分子在高频电磁场下极性变化很小,因此非极性分子很难被微波加热。针对上述问题本文提出了一种使用微波加热非极性溶液的方式,通过多物理场仿真计算,以非极性溶液的加热效果作为考核标准,计算了不同功率和不同流速下非极性溶液的升温特性,该文章对于工业上加热非极性溶液的方法设计具有指导意义。 展开更多

关键词 非极性溶液加热 流固耦合 多物理场耦合计算

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强电场下化学反应体系非线性介电行为研究

8

作者 洪涛 唐正明 +2 位作者 朱铧丞 兰俊卿 黄卡玛 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期131-134,共4页

在强电场的作用下,化学反应体系的反应速率会发生改变,进而影响反应体系的平衡状态,然而其机理仍不清楚.本文从反应体系的介电特性出发,研究了强静电场与反应体系的相互作用.在只考虑二阶非线性响应时,对改进型的Smoluchowski方程进行... 在强电场的作用下,化学反应体系的反应速率会发生改变,进而影响反应体系的平衡状态,然而其机理仍不清楚.本文从反应体系的介电特性出发,研究了强静电场与反应体系的相互作用.在只考虑二阶非线性响应时,对改进型的Smoluchowski方程进行勒让德多项式展开,推导出反应体系极化强度的一般表达式.同时利用异构反应讨论了具体的非线性变化,结果表明,极化过程中的二阶非线性项与极化强度之比与电场强度成正比,同时讨论并给出了该结果的适用范围. 展开更多

关键词 化学反应 非线性 改进型Smoluchowski方程 勒让德多项式

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微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究 被引量：4

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作者 叶菁华 于雨田 +2 位作者 洪涛 朱铧丞 黄卡玛 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期81-88,共8页

微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的... 微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的.在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算.通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性.通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%~38%.同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果. 展开更多

关键词 微波加热 边界条件 移动网格 移动金属壁 加热均匀性 加热效率

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双端口旋转对微波加热均匀性和互耦的影响 被引量：5

10

作者 李伊帆 王凤霞 +3 位作者 解田 朱铧丞 杨阳 黄卡玛 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第2期264-268,277,共6页

微波加热相对于传统热传导加热具有内外加热的效果,但其在工业应用中存在加热效率低下、加热不均匀等问题。据此,提出一种基于双端口非同步旋转结构的加热方法,降低端口间的互耦;并基于COMSOL Multiphysics建立了双端口旋转下的微波加... 微波加热相对于传统热传导加热具有内外加热的效果,但其在工业应用中存在加热效率低下、加热不均匀等问题。据此,提出一种基于双端口非同步旋转结构的加热方法,降低端口间的互耦;并基于COMSOL Multiphysics建立了双端口旋转下的微波加热模型,分析了双微波源端口之间的旋转速度对端口间的互耦和加热均匀性的影响,实现了端口间低互耦、高均匀性的加热,同时极大提高了微波加热的效率。 展开更多

关键词 双端口 旋转速度 互耦 均匀性 效率

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金属壁移动对微波加热均匀性的影响 被引量：2

11

作者 张春 肖光念 +3 位作者 杨阳 洪涛 朱铧丞 黄卡玛 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1062-1066,共5页

本文通过矩形波导金属壁的移动,对腔体内电磁场分布的相位进行调节,从而改善矩形波导内因电磁场分布的不均匀而引起的加热不均匀性,并且提出了基于空间坐标变换的时变媒质方法来计算移动边界问题,对于处理大型工业用微波腔体的移动边界... 本文通过矩形波导金属壁的移动,对腔体内电磁场分布的相位进行调节,从而改善矩形波导内因电磁场分布的不均匀而引起的加热不均匀性,并且提出了基于空间坐标变换的时变媒质方法来计算移动边界问题,对于处理大型工业用微波腔体的移动边界问题具有重要意义.本文采用单模BJ-22波导加热系统为基准,分析短路面位置的调节对微波加热均匀性的影响,实验和计算表明短路面的调节可以大大提高微波加热的均匀性,且空间坐标变换理论可以准确的用于微波腔体的移动边界计算. 展开更多

关键词 微波加热 加热均匀性 矩形波导 相位调节

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基于注入锁频理论的扫频磁控管的理论与仿真 被引量：2

12

作者 李济海 高中杰 +2 位作者 朱铧丞 黄卡玛 杨阳 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第4期688-691,共4页

为了给需要大功率扫频微波源的变频微波加热、通信干扰等领域提供一种高效低成本的解决途径,在磁控管注入锁频理论的基础上,提出了一种基于磁控管的扫频大功率微波源。首先通过磁控管的等效电路模型对该设想进行了可行性分析,然后在微... 为了给需要大功率扫频微波源的变频微波加热、通信干扰等领域提供一种高效低成本的解决途径,在磁控管注入锁频理论的基础上,提出了一种基于磁控管的扫频大功率微波源。首先通过磁控管的等效电路模型对该设想进行了可行性分析,然后在微波仿真软件CST STUDIO SUITE中对磁控管建模并进行particle-in-cell仿真验证。分析了注入比对磁控管高频电压输出以及频谱的影响。磁控管的最高扫频带宽可达21 MHz。 展开更多

关键词 磁控管 注入锁频 注入比 扫频 带宽 大功率

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冰冻程度对微波加热的影响研究 被引量：2

13

作者 肖光念 朱铧丞 +1 位作者 杨阳 黄卡玛 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期809-817,共9页

介电系数会随着物质状态的变化而变化,这将导致微波在其中的传输与反射情况也随之变化,微波传输和反射的改变将影响微波在物体中的能量分布,改变加热效果.本文通过COMSOL仿真与实验的结合,探究冰冻对微波加热土豆的影响,实验测量与仿真... 介电系数会随着物质状态的变化而变化,这将导致微波在其中的传输与反射情况也随之变化,微波传输和反射的改变将影响微波在物体中的能量分布,改变加热效果.本文通过COMSOL仿真与实验的结合,探究冰冻对微波加热土豆的影响,实验测量与仿真结果吻合良好,验证了模型的合理性与准确性.通过仿真与实验结果可知,适当的冰冻不仅可以有效的提高微波加热的均匀性,还对研究微波的靶向性加热特性有一定的指导意义. 展开更多

关键词 微波加热均匀性 COMSOL仿真 冰冻 不同介电常数

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基于传输反射法的等离子体相对复介电系数测量 被引量：1

14

作者 吴晓明 杨帆 +4 位作者 解田 吴丽 朱铧丞 杨阳 黄卡玛 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第2期273-277,共5页

为解决微波激发等离子体参数诊断存在的困难问题,提出利用二端口传输反射法测量微波激励产生的低温等离子体的等效相对复介电系数。使用有限元方法设计了基于BJ22标准波导的样品测试结构,该结构能在较大的介电系数范围内,保证介电系数... 为解决微波激发等离子体参数诊断存在的困难问题,提出利用二端口传输反射法测量微波激励产生的低温等离子体的等效相对复介电系数。使用有限元方法设计了基于BJ22标准波导的样品测试结构,该结构能在较大的介电系数范围内,保证介电系数和端口的|S11|,φS11和|S21|参数保持较好的单调性,避免产生多值问题;通过人工神经网络对计算获得的各介电系数对应的S参数进行训练,达到足够的精确度;最后通过实验,将测量获得的S参数利用神经网络反演获得待测物质的相对复介电系数。该方法对今后测量类似等离子体、复介电系数实部为负的特殊材料的介电常数具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 等离子体 相对复介电系数 神经网络 传输反射法 在线测量

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基于选频技术的高效高均匀性微波加热 被引量：2

15

作者 姚伟 朱铧丞 +1 位作者 杨阳 黄卡玛 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第2期269-272,共4页

近年来,微波加热以其高效性和内部加热等优点在各领域得到广泛应用。然而,微波加热的不均匀性限制了其大规模工业应用的发展。高均匀性和高效率是微波加热领域研究的重点。效率低会造成能源的浪费,而不均匀加热会导致加热品质差、甚至... 近年来,微波加热以其高效性和内部加热等优点在各领域得到广泛应用。然而,微波加热的不均匀性限制了其大规模工业应用的发展。高均匀性和高效率是微波加热领域研究的重点。效率低会造成能源的浪费,而不均匀加热会导致加热品质差、甚至热失控等现象。本文提出一种双端口选频加热方法,通过在腔体中内置两个正交极化天线方式进行馈电。并且利用扫频来分析各频点的加热效率以及不同频率对加热效果的影响。最后选择性地对其中高效率的频点进行选频加热,使其在维持加热高效率的前提下提高加热的均匀性。 展开更多

关键词 选频加热 均匀性 效率 双端口

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基于多物理场仿真对螺旋推进器提高微波加热均匀性的分析 被引量：4

16

作者 叶菁华 朱铧丞 +1 位作者 杨阳 黄卡玛 《真空电子技术》 2016年第4期1-6,共6页

为了解决工业应用上微波加热过程中普遍存在的加热不均匀问题,本文提出了一种管道式螺旋推进微波加热装置的设计方案。通过引入时变参量,利用多物理场仿真方法对水在有螺旋推进器的管道中的微波加热均匀性进行了分析,并与未放置有螺旋... 为了解决工业应用上微波加热过程中普遍存在的加热不均匀问题,本文提出了一种管道式螺旋推进微波加热装置的设计方案。通过引入时变参量,利用多物理场仿真方法对水在有螺旋推进器的管道中的微波加热均匀性进行了分析,并与未放置有螺旋推进器的管道对水的微波加热均匀性进行了比较,结果表明该装置相对于没有螺旋推进器的加热装置有更好的微波加热均匀性。通过对加热均匀性的量化计算,得到该装置内被加热的水的温度变异系数达到0.079相对于无螺旋推进器静止水的微波加热情况提高了38.8%,进一步表明其温度分布具有良好的均匀性。该装置实现了对水的微波均匀加热,对液体材料微波加热的工业应用具有指导意义。 展开更多

关键词 微波加热 多物理场仿真 均匀性 螺旋推进器

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微波强化Y型分子筛离子交换技术 被引量：4

17

作者 李腾飞 缪赟 +2 位作者 杨柳 王龙耀 朱铧丞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期406-412,共7页

近年来,随着微波技术的快速发展,微波能作为一种高效的清洁能源已在化工合成、工业催化、生物制药、食品加工等众多领域广泛应用。尤其是在化工合成领域,微波技术的应用展现出了高效加热、易于控制、安全环保的优势。采用微波辅助技术对... 近年来,随着微波技术的快速发展,微波能作为一种高效的清洁能源已在化工合成、工业催化、生物制药、食品加工等众多领域广泛应用。尤其是在化工合成领域,微波技术的应用展现出了高效加热、易于控制、安全环保的优势。采用微波辅助技术对NaNH4Y分子筛与稀土溶液热压离子交换反应进行研究,进一步开发出了无须经高温焙烧工序短流程工艺制备稀土Y分子筛的工艺技术。相比于分子筛传统工业制备技术,大大缩短了制备工艺流程,极大提高了分子筛离子交换改性生产效率并降低了生产能耗。开发的新工艺技术制备的稀土Y分子筛,主要物化性质参数满足工业生产同类型分子筛产品工艺质量指标要求,且制备的分子筛催化剂活性稳定性均不低于传统工业生产分子筛催化剂。新工艺方法对优化催化裂化分子筛工业生产和实现分子筛的短流程工业制备具有重要指导意义。 展开更多

关键词 微波加热 分子筛 离子交换 水热 催化剂 短流程

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一种销钉波导的分析方法 被引量：1

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作者 乔景鑫 黄卡玛 +1 位作者 朱铧丞 杨阳 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第5期818-824,共7页

为了解决销钉波导端口阻抗参数计算复杂问题,采用一种新的分析方法,建立单销钉波导等效电路模型,利用级联规律,在分析三销钉波导时,把3个单销钉的等效电路级联起来进行分析,从电路角度解决销钉波导问题。把通过HFSS电磁仿真软件计算的... 为了解决销钉波导端口阻抗参数计算复杂问题,采用一种新的分析方法,建立单销钉波导等效电路模型,利用级联规律,在分析三销钉波导时,把3个单销钉的等效电路级联起来进行分析,从电路角度解决销钉波导问题。把通过HFSS电磁仿真软件计算的销钉波导端口的阻抗参数与通过等效电路计算的销钉波导端口阻抗参数进行对比,两者结果一致。验证了该销钉波导等效电路的正确性以及这种销钉波导的分析方法的有效性。 展开更多

关键词 三销钉 波导 阻抗匹配 等效电路

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一种新型连续流生物柴油微波反应器仿真与设计 被引量：2

19

作者 郭帅 朱铧丞 黄卡玛 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第4期656-659,共4页

生物柴油作为一种新型的清洁能源被越来越多人重视。现有利用化学法制备生物柴油方法,普遍存在反应时间长,能耗大,环境污染严重等缺点。针对以上缺点,设计了一种新型连续流的微波反应器用于制备生物柴油,通过COMSOLMultiphysics软件,将... 生物柴油作为一种新型的清洁能源被越来越多人重视。现有利用化学法制备生物柴油方法,普遍存在反应时间长,能耗大,环境污染严重等缺点。针对以上缺点,设计了一种新型连续流的微波反应器用于制备生物柴油,通过COMSOLMultiphysics软件,将电磁场、化学反应动力学、层流和传热传质进行多物理场耦合来模拟反应过程,通过分析反应物流速对温度的影响,盘管匝数、盘管螺旋尺寸以及腔体尺寸对能量利用率的影响,整体优化反应器结构尺寸,实现了93.7%的微波能量利用率。 展开更多

关键词 多物理场 高效率 加热均匀性 生物柴油

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基于变换光学的微波加热用超表面数值研究 被引量：1

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作者 肖玮 廖胤鸿 +2 位作者 王凤霞 黄卡玛 朱铧丞 《微波学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期86-91,共6页

由于单个微波源的功率值有限,工业上往往采用多源微波加热以满足大功率需求。然而,额外的微波馈口将增加端口间耦合,可能引起微波源损坏。因此,提出一种基于变换光学的新型超表面,使微波在进入加热腔体的方向上正常传播而在相反方向被阻... 由于单个微波源的功率值有限,工业上往往采用多源微波加热以满足大功率需求。然而,额外的微波馈口将增加端口间耦合,可能引起微波源损坏。因此,提出一种基于变换光学的新型超表面,使微波在进入加热腔体的方向上正常传播而在相反方向被阻挡,从而减少功率反射和耦合。在二维数值模型中,采用反向传播神经网络优化了超表面的介电性能,使得单源和双源微波加热的能量效率分别提高了42.2%和53.3%,且均具有较好的加热均匀性。数值计算结果表明,超表面可工作在2.45 GHz频率,具有60 MHz的带宽,工业应用前景良好。 展开更多

关键词 超表面 变换光学 微波加热 反向传播神经网络

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