一级化学反应体系中电磁波传播的特点  

Electromagnetic wave propagation characteristics in the first-order chemical reaction system

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作  者:朱光宇[1] 黄卡玛[1] 闫丽萍[1] 

机构地区:[1]四川大学电子信息学院,成都610064

出  处:《四川大学学报(自然科学版)》2011年第4期849-852,共4页Journal of Sichuan University(Natural Science Edition)

基  金:国家自然科学基金面上项目(60871064);教育部博士点青年基金(20070610120)

摘  要:研究了微波在一级化学反应体系中的传播特点.首先将化学反应等效为组分随时间变化的混合物,利用Maxwell-Garnett理论和一级化学反应速率方程得到了反应体系等效介电常数随时间变化的关系,然后利用时域有限差分方法对电磁波在其中的传播进行了模拟.结果发现:电磁波在体系中的分布不均匀;随着反应速率的增大,电磁波的能量主要集中在反应体系表面附近,这可能是解释为什么微波加热化学反应中热点现象广泛存在的原因之一.Microwave propagation characteristics in the first-order chemical reaction system are studied in the paper. The chemical reaction is assumed to be a mixture composed of time-varying components, according to Maxwell-Garnett theory and reaction rate equation, the effective permittivity of the reaction in terms of time can be derived. Then, the wave propagation characteristics in the first order chemical reaction are simulated using FDTD. Simulation results show that the distribution of electromagnetic wave is not uniform; the position of electric field peak varies greatly with chemical reaction rate, if the reaction rate is high enough, the power will focus just near the interface of the reactants. That may be one of the reasons to explain why hot spots usually arise in microwave heating chemical reactions.

关 键 词:时变媒质 时域有限差分 化学反应 热点 

分 类 号:TN811[电子电信—信息与通信工程]

 

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