science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom magnetronvloeistoffen anders zijn dan andere verwarmingstechnieken, en hoe dit probleem kan worden opgelost

De verzilverde beker helpt vloeistoffen gelijkmatig door te verwarmen in de magnetron. Krediet:Baoqing Zeng

Theedrinkers zeggen het al jaren. Water verwarmd in een magnetron is gewoon niet hetzelfde.

Typisch, wanneer een vloeistof wordt opgewarmd, de verwarmingsbron - een kachel, bijvoorbeeld - verwarmt de container van onderaf. Door een proces dat convectie wordt genoemd, als de vloeistof naar de bodem van de container opwarmt, het wordt minder dicht en beweegt naar de top, waardoor een koeler deel van de vloeistof in contact kan komen met de bron. Dit resulteert uiteindelijk in een uniforme temperatuur door het hele glas.

In een magnetron, echter, het elektrische veld dat als verwarmingsbron fungeert, bestaat overal. Doordat het hele glas zelf ook aan het opwarmen is, het convectieproces vindt niet plaats, en de vloeistof aan de bovenkant van de container wordt uiteindelijk veel heter dan de vloeistof aan de onderkant.

Een team van onderzoekers van de University of Electronic Science &Technology of China bestudeerde dit niet-uniforme verwarmingsgedrag en presenteert een oplossing voor dit veelvoorkomende probleem in het tijdschrift AIP-vooruitgang .

Door een verzilvering te ontwerpen die langs de rand van een glas past, de groep was in staat om de effecten van de magnetron aan het oppervlak van de vloeistof af te schermen. Het zilver fungeert als een gids voor de golven, het elektrische veld aan de bovenkant verminderen en de verwarming effectief blokkeren. Dit creëert een convectieproces vergelijkbaar met traditionele benaderingen, wat resulteert in een meer uniforme temperatuur.

Zilver in de magnetron plaatsen lijkt misschien een gevaarlijk idee, maar soortgelijke metalen constructies met fijn afgestemde geometrie om ontbranding te voorkomen, zijn al veilig gebruikt voor magnetronstoompotten en rijstkokers.

"Na het zorgvuldig ontwerpen van de metalen structuur op de juiste maat, de metalen rand, die vatbaar is voor ontsteking, bevindt zich bij zwakke veldsterkte, waar het ontsteking volledig kan vermijden, dus het is nog steeds veilig " zei Baoqing Zeng, een van de auteurs op het papier en hoogleraar elektronische wetenschap en techniek aan de UESTC.

Vaste stoffen ondergaan geen convectie, dus je restjes gelijkmatig opwarmen is een heel andere uitdaging.

"Voor vaste stoffen, er is geen eenvoudige manier om een ​​kom of bord te ontwerpen om een ​​veel beter verwarmingsresultaat te bereiken, Zeng zei. "We kunnen de veldverdeling veranderen, maar de verandering is erg klein, dus de verbetering is beperkt."

De groep overweegt andere manieren om de non-uniformiteit in vast voedsel te verbeteren, maar de methoden zijn momenteel te duur voor praktisch gebruik. Voor nu, ze concentreren hun inspanningen op het werken met een magnetronfabrikant om hun magnetronaccessoires voor vloeistoffen op de markt te brengen.

Een toekomst waarin thee zonder spot in de magnetron kan worden bereid, is misschien niet ver weg.