Endüstriyel mikrodalga fırınları, başta kurutma olmak üzere plastiklerin vulkanizasyon prosesleri ile seramiklerin ön ısıtma, kürleme ve sinterleme işlemleri gibi birçok sektörde kullanılmaktadır. Kurutma amaçlı mikrodalga fırınlar geleneksel teknolojiler ile üretilen rezistanslı ve gazlı fırınlardan farklı olarak nemli iş parçasını çekirdekten dış yüzeye doğru ısıtarak iş parçasının çekirdeğindeki nemin buhar basıncını artırmak sureti ile dış yüzeye doğru transferini hızlandırmaktadır. Bu nedenle mikrodalga teknolojisi sayesinde malzemenin dış yüzey ve fırın ortam sıcaklığı daha düşük olmaktadır. Fırında kapalı çevrim hava sirkülasyonu ile fırın içerisindeki ortamın bağıl nem derecesi sabit tutulmaya çalışılarak iş parçasının ihtiva ettiği nemi bünyesinden uzaklaştırması daha kolay hale gelmektedir. Havanın bu kapalı döngüsüne karşılık, mikrodalga fırınlarda elektromanyetik dalgaların da fırın ortamı dışına çıkması istenmemektedir. Bu nedenle hava akımının fırın içerisine giriş ve çıkış yaptığı bölgelerde hava akımına minimum karşı basınç oluşturacak ve aynı zamanda elektromanyetik alanı bastırarak fırın içerisinde tutabilecek bir konstrüksiyona ihtiyaç duyulmaktadır. Literatürde bu amaca hizmet eden birçok geometrik şekil ve hesaplama metodolojileri mevcuttur. Bu çalışma kapsamında en çok tercih edilen geometrik şekil olan bal peteği yapısı, elektromanyetik bastırma ve hava akımına karşı minimum basınç oluşturma amacı ile incelenmiştir. Optimizasyon kriteri olarak fırın içerisindeki 40 kW’lık elektromanyetik gücü 100000 kat bastırma ve aynı zamanda maksimum hava geçişine karşılık minimum basınç kaybını sağlayacak bal peteği yapısı boyutları belirlenmiştir. Optimizasyon problemi ticari sayısal simülasyon programları kullanılarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlar 204 x 108 boyutlarındaki giriş ve çıkış açıklık modülleri için hazırlanan bal peteği yapısındaki altıgen şeklin bir ayrıtının 16,92 mm olması gerektiğini göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Mikrodalga, Bal Peteği, Elektromanyetizma, Basınç Kaybı
|
