高次模碳纤维微波加热装置的设计与实验

为了使T300碳纤维达到微波石墨化的反应温度,需要对其进行微波加热实验。设计了一种基于TM_(110)高次横磁波模式的碳纤维微波加热装置,该装置是一种圆柱形谐振腔,腔体两侧分别存在一个轴向电场最大值区域,理论上可以同时加热多束碳纤维。为了保证碳纤维的加热效率,在设计时需要同时兼顾腔体的谐振频率和阻抗匹配特性。使用仿真软件优化了耦合点的具体位置,并对优化后的圆柱形谐振腔进行了多物理场的耦合仿真。仿真结果表明:出口处碳纤维的表面温度最高,且靠近耦合点的左侧碳纤维温度高于右侧。实验结果与仿真结果较为吻合,验证了碳纤维微波加热的可行性和装置的有效性。     

沥青路面现场微波加热再生模型与实验

为了求解微波加热再生沥青混合料内的温度分布,研究了由于沥青混合料介电常数和比热容是温变参数,从而导致电磁场分布和吸收微波功率的非线性变化.建立了电磁场控制方程和热传递方程耦合的二维非线性热电耦合模型,提出了按微波周期为时间步长交替迭代求解该非线性模型的求解方法.使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统,通过连续或间歇辐射加热方式,对不同体积的沥青混合料进行了加热实验.实验结果证实了微波加热再生通过辐射热传递能实现瞬间体积加热,具有快速、加热均匀、保证质量和无污染等特点.     

金属壁移动对微波加热均匀性的影响

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.     

凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率及均匀性影响研究

提出在圆柱形微波反应器的腔体侧壁上引入圆形凹槽结构和凸槽结构改善微波反应器中的空间电磁场分布,提高微波加热效率和均匀性;利用HFSS软件仿真计算凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率和均匀性的影响,揭示凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器加热效率和场分布均匀性影响的基本规律.研究结果表明,凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性具有一定影响,凹凸槽结构能显著提高圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性.     

微波辅助生物柴油生产的多物理场耦合计算研究

多物理场耦合计算对于优化微波加热化学反应体系的生产工艺,避免热点和热失控带来的安全问题起到极其重要的作用。因此,本文首先将微波辅助生物柴油生产涉及到的电磁场方程、热传导方程和化学反应动力学方程进行相互耦合计算,然后依次分析微波功率、醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量对生物柴油产率的影响,最终得到制备生物柴油的最优条件并对该条件下的电磁场和温度场分布进行分析。结果表明,在最优条件下,生物柴油产率高、温度分布均匀且无明显热点产生。     

搅拌对微波加热过程中热点形成的影响研究

目前,微波作为一种新型的加热手段已经被广泛应用于化学各个领域中,微波加热过程中由于热点现象存在而造成的危险不容忽视.文中利用有限元方法联合求解了包括电磁场方程、流体力学方程和热传导方程在内的多物理场方程组,研究了搅拌速度的变化对微波加热去离子水过程中热点形成的影响.分析结果显示：搅拌并不能完全消除微波加热过程中的热点.     

随机耦合模型在微波腔体研究中的应用

文章分析了随机耦合模型在微波腔体研究中的应用,主要介绍了该理论中重要的归一化阻抗矩阵公式和各个参量的含义,并用一个简单模型进行了举例分析;说明随机耦合模型方法在分析电磁波腔体中电磁物理最的统计特性具有重要的理论和工程意义,其在电磁兼容、高功率微波效应研究等方面具有重要的价值.     

定向凝固过程流动、传热、传质的耦合数值模拟-Ⅰ数学模型

为了研究电磁场作用下定向凝固过程中电磁场对动量、能量和溶质分布的影响,建立了描述多元合金凝固过程多物理场耦合关系的数学模型．基于伪二元思想,模型给出了液相线温度与固相分数及液相多元溶质浓度的耦合关系式．依据控制容积的有限差分法(CV-FDM)建立了微分方程的隐式离散格式,采用SIMPLE方法求解．运用该模型通过数值计算可以将工艺参数和凝固过程很好联系起来,为电磁场作用下多元合金定向凝固过程的分析计算和实验提供理论依据．     

定向凝固过程流动、传热、传质的耦合数值模拟-I 数学模型

为了研究电磁场作用下定向凝固过程中电磁场对动量、能量和溶质分布的影响，建立了描述多元合金凝固过程多物理场耦合关系的数学模型．基于伪二元思想，模型给出了液相线温度与固相分数及液相多元溶质浓度的耦合关系式．依据控制容积的有限差分法（CV—FDM）建立了微分方程的隐式离散格式，采用SIMPLE方法求解．运用该模型通过数值计算可以将工艺参数和凝固过程很好联系起来，为电磁场作用下多元合金定向凝固过程的分析计算和实验提供理论依据．     

微波加热原理及应用

利用麦克斯韦方程导出在简谐波场中的电磁场能量损耗的功率密度表达式,从而分析了微波加热原理.因此提高了人们对电磁场与物质相互作用的认识水平.     

活性炭微波加热制备装置的仿真设计

活性炭在石化、电力、化工、临床医疗、环保等多个行业中广泛应用,其市场需求量也与日俱增.研究表明,相对于传统方法,微波法制备的活性炭具有孔隙结构更发达,比表面积更大,孔隙结构分布更均匀等优势.然而,这些研究都局限于实验室层面,现有的微波加热装置普遍存在热点、热失控和加热效率低下等问题.这严重限制了微波能在活性炭工业制备中的大规模应用.针对上述问题,本文以国内大量存在的竹子为研究对象,提出了一种可用于活性炭制备的微波均匀加热装置设计方案.通过多物理场仿真计算,以原材料的受热均匀性及装置的能量馈入率为考核标准,采用参数扫描分析的方法对装置参数进行了优化,得到了S11参数为-26.81dB,温度场的变异系数为0.2834的加热装置.此外,本文还结合参数扫描过程以及不同算法的运用,验证了该仿真计算的鲁棒性和准确性.该文章的工作对当前的活性炭工业制备装置的设计具有重要指导意义.     

沥青路面再生机微波加热机理及数值模拟

针对开口微波场中沥青混凝土路面微波加热机理的探讨，从麦克斯韦波动方程、热力学微分方程出发，建立了开口微波场中微波透射沥青混凝土路面材料时的三维有源非稳态加热模型．利用热力学第一边界条件，选用时域差分法求解耦合的麦克斯韦波动方程及热力学偏微分方程组，得到了各种加热条件下沥青混凝土路面材料中的温度场．实验发现，数值计算的结果与实验结果相当吻合，验证了沥青混凝土路面三维有源非稳态微波加热模型的正确性，为开发可用于沥青混凝土路面再生等大尺寸复合电介质微波加热设备提供了理论基础、设计方法和实验依据．     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

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x;neural stem cells;differentiation0黑龙江医药科学Heilongjiang Medicine and Pharmacy5-6+109R329E05933E;E059_33齐志国;1-2+105共移植体对神经干细胞向神经元分化的影响谢艳萍;朱晓峰;佳木斯大学神经病学研究所,佳木斯大学 黑龙江佳木斯154007,黑龙江佳木斯154007神经干细胞共移植体;;分化目的:探讨共移植体所构成的微环境对神经干细胞移植后向神经元分化的影响。方法:48只同一基因背景的Wistar大鼠,随机分为:NSCs移植组,共移植体移植组。在新生的同一基因背景鼠海马取神经干细胞和大脑皮质取血管内皮细胞,把单独NSC     

炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯炭化过程研究

炭化过程是制备炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯工艺中的关键环节,对环境、温度、加热均匀性等方面有严格的要求.通过对微波加热理论的深入研究,将微波技术应用于炭化过程,结合实际工艺需求,设计出小型微波炭化装置用于制备该滤芯.详细介绍了装置中谐振腔的材料与尺寸的选择、核心器件的选用、无氧保护的实现等关键技术问题,并对以针叶松为原料制成的木纤维滤芯进行炭化实验.实验结果表明:该装置可有效提高木纤维滤芯炭化的可靠性,极大提高滤芯制备的效率和质量.     

地面含水稠油微波加热集输技术实验研究

以辽河油田地面集输含水稠油为研究对象。利用微波对原油的热效应和非热效应,设计并建立了地面稠油管线微波加热集输室内实验装置。通过室内实验,研究微波对特定稠油的加热降黏及脱水效果,优选出微波的加热频率及加热功率。实验结果表明,该方法与传统加热集输的方法相比具有加热速度快,节能明显的优点。     

Fokker—Planck程序包的开发与应用

在已有基础上,考虑了各种不同类型的加热模式,增加了计算功能,开发适用于描述多份量等离子体中粒子的动力学过程的软件包;已用于磁约束环形装置等离子体辅助加热与电流驱动的数值模拟,数值结果与理论分析完全一致。