微波爐加熱效應(yīng)仿真分析報(bào)告

..學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告項(xiàng)目名稱：微波爐加熱效應(yīng)仿真分析項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：溫令云指導(dǎo)教師:宗衛(wèi)華項(xiàng)目組其他成員：張偉,張人婕,曲婧,杜哲起止年月：2009年9月至2010年9月責(zé)任學(xué)院：自動(dòng)化工程學(xué)院填寫日期：20XX10月15日填表說明一、填寫結(jié)題報(bào)告書前,請(qǐng)先征求指導(dǎo)教師意見。報(bào)告書的各項(xiàng)內(nèi)容要求實(shí)事求是,逐條認(rèn)真填寫。表達(dá)明確、嚴(yán)謹(jǐn),一律要求用打印稿件。二、要求在本報(bào)告后,必須附帶經(jīng)指導(dǎo)教師審閱、簽字的詳細(xì)研究資料與結(jié)果〔論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等材料。對(duì)不能以書面形式展示的成果要有圖像或軟件、視頻等材料,并成果實(shí)物應(yīng)交學(xué)院存檔。三、如表格不夠,可以另加附頁(yè)?；厩闆r項(xiàng)目名稱微波爐加熱效應(yīng)仿真分析負(fù)責(zé)人姓名溫令云杜哲學(xué)號(hào)2007電業(yè)年級(jí)電子信息工程E-mailwlyhero126指導(dǎo)教師姓名宗衛(wèi)華從事專業(yè)電子信息電話E-mail其他實(shí)際參加人員姓名張偉年級(jí)專業(yè)2007級(jí)電氣工程姓名張人婕年級(jí)專業(yè)2007級(jí)電氣工程姓名曲婧年級(jí)專業(yè)2006級(jí)通信工程姓名杜哲年級(jí)專業(yè)2006級(jí)通信工程研究經(jīng)費(fèi)總經(jīng)費(fèi)校撥經(jīng)費(fèi)院撥經(jīng)費(fèi)實(shí)際支出經(jīng)費(fèi)800元800元0元800元研究期限計(jì)劃完成年月20XX9月實(shí)際完成年月20XX9月計(jì)劃完成情況1.提前完成2.按期完成√3.延期完成4.終止未按期完成的原因：研究成果形式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1套發(fā)表論文0篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告1個(gè)制作課件0本調(diào)查報(bào)告0個(gè)專利0個(gè)硬件制作0個(gè)軟件設(shè)計(jì)0個(gè)模型作品0個(gè)會(huì)議交流0次成果應(yīng)用情況研究成果可適用于《電磁場(chǎng)與電磁波》和《微波技術(shù)與天線》課程的教學(xué)中。研究工作總結(jié)簡(jiǎn)介請(qǐng)按照下列提綱編寫,要求簡(jiǎn)明扼要,以學(xué)術(shù)總結(jié)為主,總字?jǐn)?shù)在1500字。1.主要研究?jī)?nèi)容與方法、研究結(jié)果。微波加熱廣泛應(yīng)用在日常生活中。由于感應(yīng)電流的原因,金屬材料的容器在微波爐中加熱會(huì)產(chǎn)生火花,雞蛋在微波爐中加熱會(huì)發(fā)生爆炸。在理論上很難精確分析這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,采用電磁分析軟件對(duì)微波爐中的物體進(jìn)行場(chǎng)分析,可以解釋上述現(xiàn)象。本課題采用ansoft軟件,對(duì)微波爐及其中的被加熱物體進(jìn)行計(jì)算,分析產(chǎn)生火花和爆炸的原因。仿真方法和思路：〔1查找文獻(xiàn),學(xué)習(xí)微波加熱的原理,了解被加熱物質(zhì)的電磁特性。微波輻射到物體表面時(shí),通過三種途徑傳播。一部分從物體的周圍"繞"過去,另一部分從表面反射回來,還有一部分船頭到物體內(nèi)部。不同尺寸、不同材料的物體,這三種的比例不相同。物體截面尺寸比波長(zhǎng)小得多,容易發(fā)生衍射,大部分微波"繞"過物體,向前傳播。物體截面尺寸大大超過微波的波長(zhǎng),物體本身又是良導(dǎo)體,微波大部被反射。如果是不導(dǎo)電的物體,且截面尺寸大于微波的波長(zhǎng),則微波大部穿透物體的表面進(jìn)入內(nèi)部。進(jìn)入內(nèi)部的微波,與組成物質(zhì)的分子相互作用,使一部分微波能量轉(zhuǎn)換成熱能,從而使物體溫度升高。。物料介質(zhì)由極性分子和非極性分子組成,在電磁場(chǎng)作用下,這些極性分子從隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)為以電場(chǎng)方向進(jìn)行取向排列。而在微波電磁場(chǎng)作用下,這些取向運(yùn)動(dòng)以每秒數(shù)十億的頻率不斷變化,造成分子的劇烈運(yùn)動(dòng)與碰撞摩擦,從而產(chǎn)生熱量,達(dá)到電能直接轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能。微波加熱原理就是由于微波的輻射引起食物內(nèi)部有機(jī)分子高速擺動(dòng)和劇烈的相互摩擦,產(chǎn)生熱量使食物在很短的時(shí)間內(nèi)被熱熟。〔2查找文獻(xiàn),確定微波爐的物理模型。家用微波爐主要有磁控管、爐腔和電源電路三部分組成。磁控管是帶偶很強(qiáng)磁場(chǎng)的電真空器件,產(chǎn)生大功率微波的源。爐腔包括腔體、爐門和轉(zhuǎn)盤。磁控管產(chǎn)生的大功率微波輸送到腔體,對(duì)腔體內(nèi)的食品進(jìn)行微波加熱。爐門除取放食品外還防止微波泄漏。轉(zhuǎn)盤緩緩轉(zhuǎn)動(dòng),是指加熱均勻。采用軟件仿真時(shí),微波爐的腔體模型為一長(zhǎng)方體,其尺寸為：長(zhǎng)340mm、寬330mm、高230mm,在仿真時(shí)可以用一個(gè)長(zhǎng)的立方體作為模型。耦合爐門采用密封裝置,使得微波爐在爐門關(guān)閉的時(shí)候,微波不能從微波爐內(nèi)竄出來,因此,相對(duì)于微波來說,微波爐是密閉的。因此在仿真時(shí)微波爐爐壁的六個(gè)面中,除了饋微波源的面,其余五個(gè)面都是用理想導(dǎo)體來模擬,這五個(gè)面設(shè)置為理想導(dǎo)體。波導(dǎo)是將傳輸微波能量從微波源傳輸?shù)綘t內(nèi),這個(gè)源可以簡(jiǎn)化成在爐壁上畫一塊矩形片,即在仿真時(shí),先在二維界面畫一個(gè)矩形,然后設(shè)置為波端口此時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)輸入電磁波的口。〔3采用軟件對(duì)微波爐和爐中被加熱物體進(jìn)行仿真分析。首先對(duì)空的電磁爐建立模型,計(jì)算其中的電磁場(chǎng)分布,與理論結(jié)論比較一致,確定了仿真方法的正確性。然后計(jì)算了微波加熱一杯水的情形,給出微波爐以及水中的電磁場(chǎng)和電流分布。對(duì)微波爐加熱過程中的場(chǎng)與電流的分布有了形象的認(rèn)識(shí)。〔4解釋微波加熱過程中的放電和爆炸現(xiàn)象。當(dāng)使用微波爐加熱金屬容器內(nèi)的食物時(shí),微波爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生火花,這是因?yàn)榻饘僭谏漕l或微波干燥加工中發(fā)生了放電擊穿,擊穿意味著產(chǎn)生了高頻電弧或放電。高頻放電等離子體正是利用了放電過程,但是干燥卻要避免產(chǎn)生高頻放電,這種高頻放電損耗有用功率,燒焦產(chǎn)品和傳送帶,在烤煙中甚至?xí)a(chǎn)生大面積著火。一般大氣壓下平行平板間在30kV/cm場(chǎng)強(qiáng)下產(chǎn)生擊穿,可是當(dāng)加熱器形狀出現(xiàn)金屬尖角時(shí),可能低于此值,甚至1kV/cm也可能產(chǎn)生擊穿電弧?？紤]到真空加工,因此擊穿應(yīng)研究的氣壓范圍是從1~Pa。當(dāng)使用微波爐加熱雞蛋時(shí),容易發(fā)生爆炸。這是因?yàn)殡u蛋的蛋白和蛋黃含有大量的水分,水是極性分子,極易吸收微波。加熱時(shí),完整的蛋殼就像一個(gè)封閉的容器,蛋殼內(nèi)氣體不流通,雞蛋加熱產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)。而且雞蛋黃中不僅僅含有水分,還有脂肪,以及一些類似于結(jié)締組織的物質(zhì),而脂肪在微波中加熱速度非?？?結(jié)締組織則受熱較慢,脂肪和水分受熱膨脹后,受到結(jié)締組織的束縛,當(dāng)膨脹過于猛烈,結(jié)締組織束縛不住時(shí),結(jié)締組織斷裂,發(fā)生爆炸。蛋殼內(nèi)的空氣也受熱膨脹,水分變成水蒸氣,使容器內(nèi)壓力過高,也是引發(fā)爆炸的原因。2.該研究的意義、學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景；學(xué)術(shù)反映。此研究成果可以應(yīng)用于《電磁場(chǎng)與電磁波》以及《微波技術(shù)與天線》課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,形象的理解微波加熱的原理、微波爐中的電磁場(chǎng)分布,學(xué)習(xí)ansoft仿真分析微波爐問題的步驟。3.同預(yù)期計(jì)劃和目標(biāo)比較,說明存在問題與建議。此項(xiàng)目采用ansoft仿真分析微波爐加熱過程,得出微波爐以及被加熱物體中的電磁場(chǎng)和電流分布,并且解釋了微波加熱過程中的放電現(xiàn)象和爆炸現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。負(fù)責(zé)人簽字：年月日〔根據(jù)窗口內(nèi)容,可自行加頁(yè)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)〔主要對(duì)該項(xiàng)目總體執(zhí)行進(jìn)展情況、研究結(jié)果的學(xué)術(shù)水平與創(chuàng)新情況、結(jié)果的應(yīng)用前景與效益；主持人及所有參加學(xué)生在研究過程中的工作態(tài)度、學(xué)識(shí)水平、實(shí)際應(yīng)用能力表現(xiàn)等進(jìn)行全面評(píng)定：該項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)行,五位同學(xué)利用課余時(shí)間查找資料,經(jīng)過大量的仿真計(jì)算,確定了微波的模型,解決了ansoft仿真分析微波爐問題的方法,最后計(jì)算出微波爐中的場(chǎng)分布,解釋了微波加熱過程中的爆炸現(xiàn)象,完成了項(xiàng)目的要求。項(xiàng)目組的五位同學(xué)態(tài)度認(rèn)真、協(xié)調(diào)合作、刻苦學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論知識(shí)和ansoft軟件的使用方法,表現(xiàn)出非常強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)每位項(xiàng)目成員的表現(xiàn),建議分別給予學(xué)分值〔最高為3學(xué)分__杜哲3學(xué)分；__溫令云3學(xué)分；__張偉3學(xué)分；__張人婕3學(xué)分；__曲婧3學(xué)分。指導(dǎo)教師簽字：年月日學(xué)院項(xiàng)目指導(dǎo)委員會(huì)審查意見：同意給予〔最高為3學(xué)分__杜哲3學(xué)分；__溫令云3學(xué)分；__張偉3學(xué)分；__張人婕3學(xué)分；__曲婧3學(xué)分。學(xué)院項(xiàng)目指導(dǎo)委員會(huì)主任簽字：〔公章2010年6月20日學(xué)校項(xiàng)目管理委員會(huì)意見：公章2010年6月20日附件：青島大學(xué)項(xiàng)目名稱微波爐加熱效應(yīng)仿真分析項(xiàng)目主持人溫令云項(xiàng)目組其他成員張偉,張人婕,曲婧,杜哲指導(dǎo)教師宗衛(wèi)華責(zé)任學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院起止年月：2009年9月至2010年9月微波加熱原理是由于微波的輻射引起食物內(nèi)部有機(jī)分子高速擺動(dòng)和劇烈的相互摩擦,產(chǎn)生熱量使食物在很短的時(shí)間內(nèi)被熱熟。本課題主要是對(duì)微波爐加熱效應(yīng)的仿真,應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn),即在通用的微型計(jì)算機(jī)上用Ansoft軟件實(shí)現(xiàn)。首先是運(yùn)用Ansoft軟件建立模型,然后對(duì)空的微波爐仿真,基于此,再仿真帶有金屬材料的容器放在微波爐中,得出數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算和分析。第1部分微波加熱的仿真1.1微波爐空腔的仿真圖1微波爐結(jié)構(gòu)示意圖圖1為微波爐結(jié)構(gòu)示意圖,其中Cavity〔爐腔是一個(gè)長(zhǎng)方體,利用AnsoftHFSS軟件仿真時(shí),可以簡(jiǎn)化成一個(gè)長(zhǎng)方體,其尺寸為：長(zhǎng)340mm、寬330mm、高230mm,在仿真時(shí)可以用一個(gè)長(zhǎng)的立方體box作為模型。圖中Couplingwindow〔耦合爐門采用抗流密封裝置,使得微波爐在爐門關(guān)閉的時(shí)候,微波不能從微波爐內(nèi)竄出來,因此,相對(duì)于微波來說,微波爐是密閉的。因此在仿真時(shí)微波爐爐壁的六個(gè)面中,除了饋微波源的面,其余五個(gè)面都是用理想導(dǎo)體來模擬,這五個(gè)面設(shè)置為Perfectconductor〔理想導(dǎo)體。而圖中waveguide〔波導(dǎo)是將傳輸微波能量從微波源傳輸?shù)綘t內(nèi),這個(gè)源可以簡(jiǎn)化成在爐壁上畫一塊矩形片,即在仿真時(shí),先在二維界面畫一個(gè)Rectangle,然后設(shè)置為Waveport,此時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)輸入電磁波的口。用作源的Rectangle要從爐壁中剪切下來,因?yàn)檫@個(gè)源是用作端口,并將其復(fù)制,最后粘貼上。1.1.1建立仿真模型創(chuàng)建新的工程運(yùn)行AnsoftHFSS10.0,點(diǎn)擊菜單欄中的Project新建一個(gè)工程取名為Microwaveoven,如圖2。圖2創(chuàng)建工程選擇求解類型選擇菜單欄中的HFSS→SolutionType,然后選擇DrivenModal,如圖3,單擊OK。圖3選擇求解類型選擇模型單位選擇菜單欄中的3DModeler→Units,然后選擇mm,如圖4,單擊OK。圖4設(shè)置單位創(chuàng)建微波爐爐腔模型〔1經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算,確定微波爐爐腔模型的起始值和尺寸,如表3.1。表3.1微波爐爐腔尺寸ovenxyzBasevertex-170mm-165mm0Size340mm330mm230mm〔2選擇菜單欄中的draw→box,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,輸入坐標(biāo),如圖5。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐的起始值輸入數(shù)據(jù)如圖6,再按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口,如圖7。圖5輸入起始坐標(biāo)圖6輸入尺寸圖7長(zhǎng)方體命令窗口同時(shí),還可以用鼠標(biāo)在繪圖界面直接按照微波爐的尺寸確立三個(gè)點(diǎn),來確定這個(gè)長(zhǎng)方體,其中,第一個(gè)點(diǎn)定義矩形的起始點(diǎn),第二個(gè)點(diǎn)確定矩形的長(zhǎng)和寬,第三個(gè)點(diǎn)確定長(zhǎng)方體的高度。選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為oven,Material行選擇材料為vacuum,Color行選擇顏色為藍(lán)色,Transparent行選擇透明度為0,如圖8,單擊確定。圖8長(zhǎng)方體性質(zhì)窗口此時(shí),由于畫出的長(zhǎng)方體尺寸太大,頁(yè)面不能夠顯示出整個(gè)長(zhǎng)方體。為使整個(gè)長(zhǎng)方體顯示出來,選擇菜單欄中的View→Fitall→Allviews。創(chuàng)建微波爐爐門模型〔1經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算,確定微波爐爐門模型的起始值和尺寸,如表3.2。表3.2微波爐爐門尺寸OvenWallxyzStartpoint170-165230Size無330-230〔2選擇菜單欄中的Draw→Rectangle,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,輸入坐標(biāo)。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐爐門的起始值輸入數(shù)據(jù),在按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口,如圖9。圖9OvenWall命令窗口同時(shí),還可以選擇菜單欄中的3DModeler→GridPlane,然后選擇YZ,再用鼠標(biāo)在繪圖界面直接按照微波爐爐門的尺寸確立兩個(gè)點(diǎn),來確定這個(gè)長(zhǎng)方體,其中,第一個(gè)點(diǎn)定義矩形的起始點(diǎn),第二個(gè)點(diǎn)確定矩形的長(zhǎng)和寬?！?選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為OvenWall,Color行選擇顏色為藍(lán)色,Transparent行選擇透明度為0,如圖10,單擊確定。圖10OvenWall性質(zhì)窗口創(chuàng)建微波源模型〔1經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算,確定微波源模型的起始值和尺寸,如表3.3。表3.3微波源尺寸WaveportlxyzStartpoint170-8075Size無8080〔2選擇菜單欄中的Draw→Rectangle,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,輸入坐標(biāo)。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐爐門的起始值輸入數(shù)據(jù),在按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口,如圖11。圖11Waveport命令窗口同時(shí),還可以選擇菜單欄中的3DModeler→GridPlane,然后選擇YZ,再用鼠標(biāo)在繪圖界面直接按照微波爐爐門的尺寸確立兩個(gè)點(diǎn),來確定這個(gè)長(zhǎng)方體,其中,第一個(gè)點(diǎn)定義矩形的起始點(diǎn),第二個(gè)點(diǎn)確定矩形的長(zhǎng)和寬?！?選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為Waveport,Color行選擇顏色為綠色,Transparent行選擇透明度為0,如圖12,單擊確定。圖12Waveport性質(zhì)窗口剪切出微波源入口,設(shè)置激勵(lì)源同時(shí)選中OvenWall面和Waveport面,選擇菜單欄中的3DModeler→Boolean→Subtractobjects,出現(xiàn)對(duì)話框,移動(dòng)對(duì)話框里的內(nèi)容,是BlankParts下的內(nèi)容為OvenWall,ToolParts下的內(nèi)容為Waveport,并且備份Waveport,如圖13,單擊OK。圖13剪切窗口設(shè)置邊界條件及激勵(lì)選擇菜單欄中的Edit→Select→Faces,選中Oven中除OvenWall所在面的其余五個(gè)面,選擇菜單欄中的HFSS→Boundaries→Assign→PerfectE,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為PerfE1_wall,如圖14,單擊OK。選中OvenWall,單擊菜單欄中的HFSS→Boundaries→Assign→PerfectE,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為PerfE1_wall1,單擊ＯＫ。選中Waveport,單擊菜單欄中的HFSS→Excitations→Assign→WavePort,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為Waveport1,單擊OK。圖14邊界設(shè)置窗口設(shè)置求解頻率及掃描選擇菜單欄中的HFSS→AnalysisSetup→AddSolutionSetup,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名〔SetupName為fq2p4,求解頻率〔Solution為2.4GHz,MaximumNumberofPasses設(shè)為15,MaximumDeltaS設(shè)為0.01,如圖15,單擊確定。圖15求解頻率及掃描操作設(shè)置窗口檢查當(dāng)前工程的有效性級(jí)求解當(dāng)前工程選擇菜單欄中的HFSS→ValidationCheck,或點(diǎn)擊按鈕,出現(xiàn)對(duì)話框如圖16,單擊Close。然后選擇菜單欄中的HFSS→AnalyzeAll,或點(diǎn)擊按鈕,進(jìn)行仿真。圖16運(yùn)行檢測(cè)結(jié)果1.1.2仿真結(jié)果分析選擇菜單欄中的HFSS→Fields→Fields→E→Mag_E,出現(xiàn)對(duì)話框,Quantity處選擇Mag_E,InVolume處選擇All,如圖17,單擊Done,結(jié)果如圖18。圖17繪制立體圖窗口圖18微波爐內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖1.2微波爐加熱水的仿真1.2.1建立仿真模型1.創(chuàng)建新的工程運(yùn)行AnsoftHFSS10.0,HFSS軟件自動(dòng)生成工程project1和HFSS設(shè)計(jì)HFSSDesign1,然后將project1重命名為OvenWater。2.選擇求解類型：選擇菜單欄中的HFSS→SolutionType,然后選擇DrivenModal,單擊OK。3.選擇模型單位選擇菜單欄中的3DModeler→Units,然后選擇mm,單擊OK。4.創(chuàng)建微波爐爐腔模型選擇菜單欄中的draw→box,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,按照表3.1輸入坐標(biāo),按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐的起始值輸入數(shù)據(jù),按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口。選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為oven,Material行選擇材料為NotAssigned,Color行選擇顏色為藍(lán)色,Transparent行選擇透明度為0.89,單擊確定。此時(shí),由于畫出的長(zhǎng)方體尺寸太大,頁(yè)面不能夠顯示出整個(gè)長(zhǎng)方體。為使整個(gè)長(zhǎng)方體顯示出來,選擇菜單欄中的View→Fitall→Allviews。5.創(chuàng)建水杯模型〔1水柱體的中心值和尺寸,如表3.4。表3.4水柱體尺寸WaterxyzCerterPosition0010mmSize35mm無100mm選擇菜單欄中的Draw→Cylinder,此時(shí)中心坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,輸入坐標(biāo)。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)水柱體的起始值輸入數(shù)據(jù),再按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的圓柱體并彈出一個(gè)窗口,如圖19。圖19圓柱體命令窗口選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為Water,Material行為NotAssigned,Color行選擇顏色為淺綠,Transparent行選擇透明度為0,如圖20,單擊確定。0圖20圓柱體性質(zhì)窗口6.創(chuàng)建微波爐爐門模型選擇菜單欄中的draw→Rectangle,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,根據(jù)表3.2輸入坐標(biāo)。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐爐門的起始值輸入數(shù)據(jù),再按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口。選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為OvenWall,Color行選擇顏色為藍(lán)色,Transparent行選擇透明度為0.92,單擊確定。7.創(chuàng)建微波源模型選擇菜單欄中的draw→box,此時(shí)起始坐標(biāo)輸入欄出現(xiàn)在頁(yè)面右下角,根據(jù)表3.3輸入坐標(biāo)。按回車鍵后在窗口的右下角出現(xiàn)尺寸輸入欄,根據(jù)微波爐爐門的起始值輸入數(shù)據(jù),在按回車鍵繪圖界面出現(xiàn)所繪制的長(zhǎng)方體并彈出一個(gè)窗口。選擇窗口中的Attribute,更改性質(zhì)。在Name行更改名字為Waveport,Color行選擇顏色為綠色,Transparent行選擇透明度為0,單擊確定。8.剪切出微波源入口,設(shè)置激勵(lì)源同時(shí)選中OvenWall面和Waveport面,選擇菜單欄中的3DModeler→Boolean→Subtractobjects,出現(xiàn)對(duì)話框,移動(dòng)對(duì)話框里的內(nèi)容,是BlankParts下的內(nèi)容為OvenWall,ToolParts下的內(nèi)容為Waveport,并且備份Waveport,單擊OK。9.設(shè)置邊界條件及激勵(lì)選擇菜單欄中的Edit→Select→Faces,選中Oven中除OvenWall所在面的其余五個(gè)面,選擇菜單欄中的HFSS→Boundaries→Assign→PerfectE,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為PerfE1_wall單擊OK。選中OvenWall,單擊菜單欄中的HFSS→Boundaries→Assign→PerfectE,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為PerfE1_wall1,單擊ＯＫ。選中Waveport,單擊菜單欄中的HFSS→Excitations→Assign→WavePort,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名為Waveport1,單擊OK。10.設(shè)置求解頻率及掃描選擇菜單欄中的HFSS→AnalysisSetup→AddSolutionSetup,出現(xiàn)對(duì)話框,重命名〔SetupName為fq2p4,求解頻率〔Solution為2.4GHz,MaximumNumberofPasses設(shè)為15,MaximumDeltaS設(shè)為0.01,單擊確定。11.檢查當(dāng)前工程的有效性及求解當(dāng)前工程選擇菜單欄中的HFSS→ValidationCheck,或點(diǎn)擊按鈕,出現(xiàn)對(duì)話框,單擊Close。然后選擇菜單欄中的HFSS→AnalyzeAll,或點(diǎn)擊按鈕,進(jìn)行仿真。1.2.2仿真結(jié)果分析選擇菜單欄中的HFSS→Fields→Fields→E→Mag_E,出現(xiàn)對(duì)話框,Quantity處選擇Mag_E,InVolume處選擇All,單擊Done,出現(xiàn)立體方向圖,如圖21,3.22。圖21水中電場(chǎng)強(qiáng)度分布正面圖圖22水中電場(chǎng)強(qiáng)度分布側(cè)面圖圖23水中電流矢量分布圖第2部分微波爐加熱現(xiàn)象的解釋當(dāng)使用微波爐加熱金屬容器內(nèi)的食物時(shí),微波爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生火花,這是因?yàn)榻饘僭谏漕l或微波干燥加工中發(fā)生了放電擊穿,擊穿意味著產(chǎn)生了高頻電弧或放電。高頻放電等離子體正是利用了放電過程,但是干燥卻要避免產(chǎn)生高頻放電,這種高頻放電損耗有用功率,燒焦產(chǎn)品和傳送帶,在烤煙中甚至?xí)a(chǎn)生大面積著火。一般大氣壓下平行平板間在30kV/cm場(chǎng)強(qiáng)下產(chǎn)生擊穿,可是當(dāng)加熱器形狀出現(xiàn)金屬尖角時(shí),可能低于此值,甚至1kV/cm也可能產(chǎn)生擊穿電弧?？紤]到真空加工,因此擊