K23L平板微波炉搅拌片研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)电子科技大学物理电子学院 作者:王 翔

  平板微波炉中心场强的提升对改善微波炉的煮食性能、提升微波炉的总体品质具有极其重要的作用。K23L平板微波炉的场分布均匀性符合要求,但是存在中心场强过低,煮食性能不够好的问题。本文采用电磁场仿真软件HFSS模拟了K23L平板微波炉的电磁特性,发现搅拌片是影响平板微波炉性能的重要因素,在此基础上提出了新搅拌片结构,运用HFSS仿真分析和实验验证新型搅拌片提升了K23L平板微波炉的中心场强和煮食性能。研究表明新型搅拌片的煮食性能提升4.5%,同时输出效率提高2%左右。

  微波炉是通过微波与炉腔中的食物相互作用,从而实现食物的加热,因此微波在炉腔内的总体分布情况对微波炉性能的提升十分重要。腔体中心的微波较弱,会导致微波炉的煮食性能变差,从而影响微波炉的总体品质。因此,提高微波炉的中心场强是改善微波炉煮食性能的根本途径。

  国内的平板微波炉大部分采用搅拌片结构,搅拌片作为隐藏的微波搅拌系统,主要影响平板微波炉的煮食性能及效率。其在平板微波炉中的位置以及微波炉的能量传输如图1所示。

1、搅拌片结构和理论研究

搅拌片在平板微波炉中的位置以及微波炉的能量传输

图1 搅拌片在平板微波炉中的位置以及微波炉的能量传输

  在微波炉中,搅拌片的工作原理主要是基于谐振腔的微扰理论。在谐振腔的实际应用中,通常遇到谐振腔的形状发生微小变化,或者在腔内引入小的金属片或介质材料,从而导致谐振腔的谐振频率发生微小的偏移,即谐振腔的微扰。

  搅拌片在平板微波炉中是匀速旋转的,相当于不断改变平板微波炉的微扰状态,从而影响微波在谐振腔中的分布。搅拌片的旋转周期性改变磁控管的负载状态,从而产生频率牵引,此时微波炉的工作频率随着搅拌片的转动而周期变化,有利于在炉腔中激励起更多的模式,炉腔中的电场分布也随着搅拌片的转动而变化。同时由于金属片具有折射作用,会不断改变激励场的激励面和激励强度,因此有利于改变电场在炉腔中的分布。

4、结论

  根据微波理论和微波炉的实际生产经验,通过仿真和手板测试研究得出的新型搅拌片不仅满足平板微波炉加热均匀性的要求———均匀性达到60%,而且微波炉的煮食性能提升明显,同时输出效率较旧搅拌片提升2%左右。通过煮食实验验证可以看出,新型搅拌片能够提升K23L平板微波炉的煮食性能4.5%左右。

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