Simulative Untersuchung der mikrowellenunterstützten Erwärmung über Solid State-Mikrowellengeneratoren

BA Till Sickert
Abbildung 1: v. l. n. r. Verfahrensraum des Mikrowellenofens; simulierte Verteilung des elektrischen Felds im Verfahrensraum; simulier-te Verteilung der dissipierten Leistungsdichte im Produkt.

Motivation

Im Zuge der Umstellung von fossilen Energiequellen auf elektrische Energie sind Mikrowellen eine vielversprechende Energiequelle in der Verfahrenstechnik. Mikrowellen sind dazu in der Lage tief in das Produkt einzudringen und so den oftmals limitierenden Wärmewiderstand der Produktmatrix zu umgehen. So können Prozesse beschleunigt und der Energieaufwand minimiert werden. Eine Herausforderung beim Einsatz von Mikrowellen liegt jedoch im ungleichmäßigen Energieeintrag in das Produkt. Es entstehen Hot- und Cold-Spots, die im schlimmsten Fall das Produkt schädigen. Über die Solid State-Mikrowellentechnologie ist eine gezielte elektrische Steuerung des Mikrowellenfelds möglich. So können Produktschädigungen vermieden werden. Für die zielgerichtete Steuerung des elektromagnetischen Felds sind jedoch Kenntnisse über dessen Verteilung im Verfahrensraum essenziell. Für die Untersuchung des Mikrowellenfelds bieten sich insbesondere elektromagnetische Simulationen an.

Ziel der Arbeit

Ziel der Arbeit ist die simulative Untersuchung des elektromagnetischen Felds in einem Solid State-Mikrowellenofen im Labormaßstab als Teil eines Forschungsprojektes mit der TU München. Hierbei liegt der Fokus auf der Untersuchung relevanter Parameter bei der Anwendung verschiedener Steuerungskonzepte. Als Grundlage für elektromagnetische Simulationen dient die Software CST Microwave Studio.

 

Die Aufgabenstellung kann an individuelle Interessen angepasst werden. Bei Interesse einfach melden bei:

 

M.Sc. Till Sickert

till.sickert∂kit.edu

Tel.: 0721/608-43608