沥青路面微波现场热再生热电场模型

为了提高微波加热沥青混合料内辐射电场的效率及温度场分布的均匀性,应用惠更斯原理对基本面元辐射场积分建立了微波加热装置的辐射电场数学模型,运用能量守恒原理确定了辐射口面处沥青混合料的温度场数学模型,分析了结构参数及介质物性对热电场的影响。根据天线近场辐射理论对天线E面及H面长度进行了优化设计,应用不同长度的两种天线进行微波加热试验,测出了各自口面温度场分布并进行了计算机模拟。结果发现:用符合长度准则的天线加热后沥青混合料大部分区域温度为75℃~90℃,仅在口面周边位置温度略有下降,而用另一种天线加热后局部区域达到130℃以上,而大部分区域温度则在70℃以下。可见使用前一种天线加热后温度分布更均匀,具有更高的加热效率,从而验证了热电场模型的正确性和结构优化的有效性。     

沥青路面微波热再生传热模型与解法

为了获得沥青路面微波热再生过程的温度场,基于传热学理论,分析了微波加热过程的传热形式,建立了三维非稳态的传热模型,研究了传热模型的边界条件,求解了对流换热系数及辐射换热发射率,根据能量守恒原理,确定了内热源强度,实现了电场到热场的转化。采用交替方向显(ADE)格式,提出了传热模型的数值解法,对实测温度进行拟合,并建立了传热边界条件数学模型,仿真求得模型的可视化数值解。结果发现:加热450 s时,沥青混合料大部分区域接近70℃,加热600 s时,达到80℃,加热到750 s时,温度迅速上升到110℃左右,这表明热量传递随加热时间是非线性的,必须精确地选择加热时间以保证修补质量。