A45L微波爐煮食性能提升研究
微波爐的煮食性能是微波爐整體品質的關鍵。A45L微波爐玻璃盤的中心溫度較低,導致煮食性能較差,影響微波爐的整體品質。本文使用電磁仿真軟件HFSS對A45L轉盤微波爐實體建模,仿真研究腔體尺寸和波導口變化對微波爐電磁性能的影響。研究得出,當采用新型波導口時,玻璃盤的中心溫度可以明顯升高7.5%,微波爐的煮食特性可以明顯提升22%以上。
轉盤微波爐是通過腔體側面的波導口將微波能量饋入到腔體中,腔體底部安裝有與電機相連的三凸起式轉軸,上置玻璃盤,由玻璃盤的均勻旋轉實現(xiàn)食物的加熱。轉盤微波爐中食物的各部位隨著玻璃盤的轉動不斷交替而處于微波場的不同位置,其吸收的微波能量均勻,從而可改善食物加熱的周向不均勻性,但是徑向不均勻性并沒有隨著轉盤的旋轉而改善。A45L微波爐的煮食性能51.2分,煮食性能不夠理想。
通過對A45L轉盤微波爐進行仿真研究,提出了新波導口的方案,實現(xiàn)了微波爐煮食性能的提升。
1、微波爐諧振腔仿真理論研究
轉盤微波爐仿真匹配主要是基于諧振腔的微擾理論。微波諧振器一般是由任意形狀的電壁或者磁壁所限定的體積,其內產生微波電磁振蕩。對諧振腔而言,當其形狀發(fā)生微小變化時,或者在腔內引入小介質片或者金屬材料,都會使諧振腔的諧振頻率發(fā)生微小偏移,即諧振腔的微擾。
圖1 諧振腔微擾
微擾法通常涉及兩個問題:未微擾的問題,其解為已知。微擾問題,與未微擾的問題稍有不同,其解是未知的,可借助未微擾問題的已知解來求其近似解。
如圖1所示的諧振腔,微擾前的體積為V0 ,內壁面積為S0 ,腔內介電常數(shù)和導磁系數(shù)分別為ε0 、μ0 ,腔內的電場、磁場和諧振頻率分別為E0 、H0 、ω0 。微擾后,腔內有一小體積V ,其介電常數(shù)和導磁系數(shù)分別為ε、μ,微擾后電場、磁場、諧振頻率分別為E、H、ω 。微擾前的場量應滿足麥克斯韋方程和相應的邊界條件,設電磁場為時諧場,則有,
式中:E0為腔內的電場強度,H0為腔內的磁場強度,ω0為諧振頻率,μ0為導磁系數(shù),ε0為介電常數(shù)。
結論
根據(jù)微波理論和微波爐的實際生產經驗,通過仿真和實際測試得出新波導口可以明顯提升微波爐的中心溫度,通過煮食實驗可以看出,微波爐的煮食性能明顯提升22%以上。