基于COMSOL的纸浆模塑干燥模拟及验证

目的 研究采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥效率及厚度变化的可行性。方法 基于多孔介质理论,应用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立纸浆模塑干基含水率随时间变化的热湿、水分流动、非等温流动多物理场耦合模型,考虑干燥中含湿多孔介质的湿空气热对流及多孔基体的热传导,模拟在热板加热条件下纸浆模塑的干燥效率和厚度的变化,并与实验结果进行比较。结果 模型内域探针所得模拟结果与实验结果具有良好的一致性,在干燥后期厚度预测误差范围为0.4%～7.7%,干燥效率预测差异值最低为4.3%。结论 采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥过程可行。     

美国耐微波加热食品包装

微波炉是一种非常容易使用的设备。人们在家庭当中使用微波炉是因为它快速而方便。在美国家庭中，微波炉并没有取代传统的烹饪设备，它们经常被用来准备冲咖啡或冲茶用的开水，加热冷冻食品、解冻冷冻食品以及制作爆米花。如今，九成以上的美国家庭至少有一台微波炉，许多住在大学宿舍中的大学生虽然没有其它的烹饪设备，但是他们用微波炉煮夜宵。 人们对于耐微波加热的包装已经有了众多的研究。现在已有成熟的技术用于快速包装适宜微波加热的食品，包装袋内的产品在不同的部位可耐受不同程度的加热。 许多最近的专利是关于耐微波加热包装的…     

微波加热土豆泥过程中温度和失水量数值模拟

目的 探究微波加热不同体积分数的多孔介质食品的温度和失水量变化。方法 本文采用盘装土豆泥为研究对象,在COMSOL Multiphysics 6.0软件中建立耦合电磁场、流场、传热和传质的三维多孔介质有限元模型,通过实验验证该模型的准确性,并预测不同体积分数的土豆泥的温度分布、特征点的瞬态温度变化和失水量变化。结果 600 s内土豆泥上表面温度分布的仿真与实验结果一致,且冷点和热点RMSE值分别为1.23 ℃和1.92 ℃,平均误差分别为3.9%和3.7%。5个特征点的瞬态温度变化仿真与实验结果的RMSE值最大为1.146 ℃,温度均匀系数COVT的RMSE值为0.008 1;仿真失水量变化与实验结果的RMSE值为0.963 1 g,平均误差为3.69%,表明仿真模型具有可靠性。基于此模型,发现随着土豆泥体积分数增大,冷热点的温度呈现非线性升高。不同体积分数下的5个特征点瞬态温度在360 s前均呈现非线性升高,360 s后温度逐渐平稳;失水量在60 s后明显增大,在360 s后呈线性增长。结论 体积分数和加热时长对土豆泥的微波加热过程有明显影响。为食品包装开发人员从空间和时间上了解食品的微波加热过程提供了理论基础,为食品包装材料或结构设计提供了帮助。     

食品冷藏保温箱温度场模拟与实验验证

目的 研究食品冷藏保温箱在冷食冷藏工况下内部温度场的分布情况,验证保温箱温度的分布以及保温性能是否达到设计要求。方法 采用有限元方法,使用COMSOL Multiphysics构建食品冷藏保温箱热分析模型,按照冷食冷藏的工况进行温度场模拟仿真,再通过实验验证模拟结果的准确性。结果 模拟结果显示,食品冷藏保温箱内部餐盒装满0 ℃食品时,在外界环境温度为46 ℃的高温条件下贮存4 h后,食物温度由上至下递增,食物平均温度为5.55 ℃。实验结果显示,食物平均温度为6.65 ℃,均低于10 ℃。模拟结果与实验结果的平均误差为1.1 ℃。结论 食品冷藏保温箱餐盒内食物温度实验数据与模拟数据变化趋势基本一致,用数值模拟方法分析保温箱温度场可行有效。蓄冷板对提高食品冷藏保温箱保温效果有较大作用,保温性能可满足设计要求。     

基于包装材料冷链速冻食品微波复热温度场仿真研究

目的 解决微波复热冷链食品时包装材料及微波输入功率选择的问题。方法 通过对照实验法,利用物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.6来建立速冻食品微波复加热模型,模拟采用4种常见速冻食品外包装材料,在800 W功率下将一份初始温度为-18℃的速冻土豆泥通过微波复加热至65℃,研究升温过程中物块中心温度和时间速率曲线,以及物料达到目标温度时横切面温度场分布情况。然后在此基础上控制包装材料这个单一变量,分别改变输入功率和物料形状。结果 铝箔制的包装材料中的物料微波加热速率最快,所用的时间为10 s;达到目标温度时,不同包装材料下,pp塑料制的物料体温度差最小,加热相对最均匀;不同形状下,菱形柱体的物料温度差最小,加热相对最均匀;不同微波功率下,6 kW微波功率实现目标温度消耗电能最少。结论 铝箔制的包装材料微波加热速率最快,pp塑料制的包装材料微波加热物料受热均匀性最佳,菱形柱体形状的物料在微波加热时均匀性最佳,选择输入功率为6 kW时加热效益最大。     

国外食品包装容器发展的特点

近年来，国外食品包装容器的发展有以下几个特点： 1、微波包装容器成为容器生产的热点。随着微波炉的迅速普及，用于包装微波烹调方便食品的容器迅速发展。方便食品，冷冻食品等的包装均以适应微波炉烹调为发展目标。可分为两大类：一类要求单一的。不影响食品正常加热的容器；另一类是能对食品的加热起一定的调节作用的容器。以便制作表面焦黄或松脆的食品．或者容器壁能阻挡一定的微波以防止食品加热过度等。现在最时兴的食品包装是．既可以在微波炉上．又可以在普通煤气炉或电炉上加热蒸制的两用托盘包装，做好后放到餐桌上即可进餐，无需另换菜盘。出于成本上的考虑，材料上将更多地转向塑料。     

国外食品包装容器发展的特点

近年来，国外食品包装容器的发展有以下几个特点：1、微波包装容器成为容器生产的热点。随着微波炉的迅速普及，用于包装微波烹调方便食品的容器迅速发展，方便食品、冷冻食品等的包装均以适应微波炉烹调为发展目标。其可分为两类：一类要求单一的，不影响食品正常加热的容器；另一类是能对食品的加热起一定调节作用的容器，以便制作表面焦黄或松脆的食品，或者容器壁能阻挡一定的微波以防止食品加热过度等。     

国外食品包装容器发展的特点

近年来，国外食品包装容器的发展有以下几个特点： 1．微渡包装容器成为容器生产的热点。随着微波炉的迅速普及，用于包装微波烹调方便食品的容器迅速发展。方便食品、冷冻室品等的包装均以适应微波炉烹调为发展目标。可分为两类：一类要求单一的、不影响食品正常加热的容器；另一类是能对食品的加热起一定调节作用的容器，以便制作表面焦黄或松脆的食品，或者容器壁能阻挡一定的微波以防止食品加热过度等。现在最时兴的食品包装是，既可以在微波炉上、又可以在普通煤气炉或电炉上加热蒸制的两用托盘包装，做好后放到餐桌上即可进餐，无需另换菜盘。出于成本上的考虑，材料上将更多的转向塑料。     

微波条件下PVC食品保鲜膜中DNBP在水基模拟物中的迁移行为研究

以气相色谱-质谱联用技术为分析手段,研究了在微波条件下PVC食品保鲜膜中DNBP在3种水基食品模拟物中的迁移规律。实验结果表明,DNBP的迁移量随微波功率、加热时间和加热温度的增加而增大,并与食品模拟物的种类有关;当加热温度和加热时间相同时,微波加热条件下DNBP在3种食品模拟物中的迁移量均高于常规加热方式。     

微波加热下食品球形物料温升状态的研究

微波加热温升状态研究是传热质学研究的基本内容之一，也是食品微波加热，干燥，杀菌必定涉及的内容。微波加过程是一种复杂的非稳态过程，它与物料的物性，形状尺寸，微波功率，频率及场分布等有关。本文对均匀块内球形物料加热过程进行了实验和理论研究，测定了多种料的温度分布，提出了过程的传热传质的数学模型，在若干简化条件下，求出了温度分布的数值解，与实验结果接近。关利用数学模型对程进行了分析。     

环形波导微波场分布的计算

提出了环形波导场分布的计算模型 ,计算了环形波导内的微波场分布。结果表明即使在环形腔直径大于微波波长时 ,微波能量也能传到真空室中心附近 ,这为实现大面积均匀等离子体提供了理论依据     

微波加热冷冻干燥过程中热电耦合的研究

建立了微波冷冻干燥过程的热电耦合模型,并将模拟结果与文献中数据进行了比较.模拟结果与文献数据的良好吻合证实了这一模型的可行性.在此模型基础上讨论了物料内部场强的不均匀分布及其对干燥过程的影响,并分析了加热功率和热导率对干燥过程的影响.     

微波场作用下球形亚超细 CaS:Mn2+，Eu2+的快速合成

在微波场作用下,首次快速合成了球形亚超细尺寸的CaS: Mn2+,Eu2+ 深红色荧光体,SEM 照片显示其粒径为250 400nm,并可观察到纳米粒子的团聚现象,呈现零维纳米材料的特性. 实验结果证实,Mn2+与Eu2+离子间存在着能量传递过程,因而Mn2+对Eu2+的发光具有明显的敏化和增强作用.     

微波场作用下球形亚超细CaS:Mn2+,Eu2+的快速合成

在微波场作用下,首次快速合成了球形亚超细尺寸的ＣａＳ：Ｍｎ＾２＋,Ｅｕ＾２＋深红色荧光体,ＳＥＭ照片显示其粒径为２５０－４００ｎｍ,并可观察到纳米粒的团聚现象,呈现零维纳米材料的特性,实验结果证实,Ｍｎ＾２＋与Ｅｕ＾２＋离子间存在着能量传递过程,因而Ｍｎ＾２＋对Ｅｎ＾２＋的发光具有明显的敏化和增强作用。     

Conditions for and limitations of high-power handling capabilities of planar YBa2Cu3O7-x filters

The conditions for the design of compact high-power HTS filters are deduced from basic considerations, and related to the microwave properties of the HTS films and the substrates. Potential mechanisms limiting the linear microwave response of HTS films are analyzed systematically. Magnetic and thermal field breakdowns are found to confine the power handling capability to comparable field levels. While magnetic limitation is related to flux penetration at the lower critical field B_c1, thermally induced quenches occur dependent on the presence of defects and on the thermal conductivity of the substrate. The detrimental role of film inhomogeneities for the linear microwave response is confirmed experimentally for microwave fields at 19 GHz and for dc fields at 87 GHz.     

微波暗室反射率电平对微波场强校准的影响

论述了微波暗室静区反射率电平的测量方法和微波场强校准原理，分析了反射率电平对标准场法微波场强校准的影响。     

Measurement of the distribution of the temperature field of materials in microwave resonators of complex shape

The main problems that arise when measuring the temperature field of dielectric materials in microwave resonators of different shapes at a frequency of 2450 MHz are considered. The results of measurements of the temperature field distribution are presented. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 6, pp. 56–58, June, 2008.     

基于里德堡原子的微波全信息测量

介绍了里德堡原子微波电场传感器的工作原理,阐述了基于里德堡原子测量微波电场强度、相位、极化、频率等信息的技术特点,分析了基于里德堡原子的微波全信息测量的研究现状,探讨了当前绝对自校准测量和连续宽带高灵敏测量面临的困难,指出可以通过外场调控实现测量灵敏度提升和宽带连续频率测量;并可通过各种调制及解调手段简化相位、极化的测量和读取。分析了在热原子系统中利用多光子激发消除多普勒展宽以及采用冷原子消除多普勒展宽对于提升微波测量灵敏度的潜在优势,提出未来可利用里德堡原子的高轨道角动量态、强关联等特性进一步提升里德堡原子微波电场传感器性能。     

A STUDY OF PLASMA PROPERTIES FOR VARIOUS MAGNETIC FIELDS IN A MICROWAVE MULTIPOLAR ECR PLASMA

A sputtering-type microwave multipolar ECR plasma processing for preparing thin films, is built with Nd-Fe-B magnets and 2.45 GHz, TE_(10) mode microwave. The plasma distributions in the axial direction, which is important for preparing thin films, are found to be very sensitive to the magnetic potential fields in plasma chamber. The plasma parameters are also influenced by the background gas pressure.