微波加热均匀性改善及微波闪蒸多模腔体优化研究

张瑾¹，陈华^1,2，樊则宾³，吴光敏¹，赵建军¹，巨少华²

1. 昆明理工大学理学院2. 昆明理工大学非常规冶金省部共建教育部重点实验室3. 昆明理工大学城市学院

摘 要：针对有色金属废水处理难题,蒸发处理含重金属离子的废水,改善微波加热均匀性和微波闪蒸效率.根据微波谐振腔的腔壁微扰理论,结合准光学腔的稳定性条件,对圆柱形的微波闪蒸装置的结构进行更改,设计了一种新型的准光学微波闪蒸多模腔体.通过分析给出了微扰程度对反应腔体内场分布的影响,在微扰限度内,通过优化改善腔体内的谐振模式数分布,改善微波加热的均匀性,获得最优化的腔体尺寸,并利用基于有限元算法的三维电磁仿真软件HFSS,对微扰前后闪蒸腔体内的场分布进行数值模拟.模拟结果表明基于理论设计的新型准光学微波闪蒸多模腔体内场分布更均匀,场强更强,热点现象明显减弱,可以有效避免蒸发加热过程中的过冷或过热现象.

关键词：微波加热;有色金属冶炼废水处理;多模腔体;数值模拟;