螺旋推进器影响多功率微波加热系统加热均匀性的仿真分析

为改善工业微波加热过程中加热不均匀问题，通过仿真带有螺旋推进器管道式加热装置，研究螺旋转速、流体入口流速以及螺旋材料对加热均匀性的影响。通过结合麦克斯韦方程、传热方程以及连续性方程并结合动网格进行多物理场耦合仿真，结果表明增大螺旋转速温度变异系数先减小后增大，在层流状态下转速越大加热均匀性越好，在湍流状态下转速越大加热均匀性越差。入口流速与螺旋转速共同影响加热均匀性，会使温度变异系数在一定范围内波动。随着入口流速的增大螺旋转速对流体平均温度的影响逐渐减小。采用微波反射型材料的加热效果要优于微波穿透型材料。探究了不同因素对微波加热均匀性的影响，对液体材料微波加热的工业应用具有指导意义。