矩形導波管を用いたマイクロ波加熱による相変化過程の制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650212
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 青木 和夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60115095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤堀 匡俊 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (10303182)
• Keywords: マイクロ波加熱 / 相変化 / 導波管 / 乾燥 / 表面張力 / 電磁場 / 粒子層

Research Abstract

マイクロ波加熱では気・液・固相による誘電物性の違いが加熱特性に重要な意味を持ち,気相・液相・固相が共存する系ではマイクロ波の吸収はほとんど液相で生じることとなる.ここでは,矩形導波管を用いたマイクロ波加熱の基礎およびマイクロ波加熱による乾燥過程を理論的・実験的に取り扱い,以下の成果を得た.
1.時間領域差分法を用いた導波管内の電磁場および熱の3次元解析を示すとともに,水の加熱実験との比較により解析の妥当性を示した.
2.水および塩化ナトリウム水溶液のマイクロ波加熱実験を行い,加熱特性に及ぼす表面張力駆動流の影響を明らかにするとともに,数値解析結果との比較により導電率の効果を理論的・実験的に明らかにした.
3.導波管内に設置された水で満たされたガラス粒子層のマイクロ波加熱実験を行うとともに,固体と液体との混合体に対する誘電特性の評価法を確立した.
4.導波管内における粒子層の乾燥実験を行い,水分分布および温度分布の時間変化を明らかにするとともに,電磁界の不均一にともなう乾燥過程の特徴をマイクロ波出力と関連づけて実験的に明らかにした.
5.毛管圧および浸透圧を考慮した粒子層内の気・液二相流れと電磁場・熱解析を組み合わせた3次元粒子層内の乾燥理論を提示し,実験結果との比較により理論の妥当性を検討した.

Research Products

• [Publications] 青木和夫,赤堀匡俊: "矩形導波管を用いたマイクロ波による液体の加熱特性"日本機械学会北陸信越支部第37期総会講演会論文集. 377-378 (2000)
• [Publications] 青木和夫,赤堀匡俊: "矩形導波管を用いたマイクロ波加熱による粒子層の乾燥"第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (予定). (2000)