Heat transfer modelling in a polymer sample located in a microwave field

Abstract

This work presents the modelling of heat transfer in a polymer sample submitted to a microwave field in the quartz column of a dilatometer surrounded by vacuum to avoid convection. The temperature rise is studied in transient state by the finite element method. It is assumed that a uniform and constant heat production is maintained in the entire volume of the sample. It is shown that it is possible to design the set composed of the sample and of the column to achieve a nearly uniform temperature in the whole volume of the sample while its temperature is raised from 20 to 250°C at a heating rate of 5 deg·min⁻¹.

Zusammenfassung

Vorliegend wird das Modell eines Wärmetransportes in einer Polymerprobe dargelegt, die in der Quarzsäule eines zur Vermeidung von Konvektion durch Vakuum umgebenen Dilatometers einem Mikrowellenfeld ausgesetzt wurde. Der Temperaturanstieg im Übergangszustand wurde mittels der Elementenmethode untersucht. Es wird angenommen, daß im gesamten Probenvolumen eine gleichmäßige und konstante Wärmeproduktion beibehalten wird. Es wird die Möglichkeit gezeigt, das Doppel aus Probe und Säule so zu konstruieren, daß im gesamten Probenvolumen eine annähernd gleichmäßige Temperatur erzielt wird, während die Temperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 5 deg/min von 20 auf 250°C angehoben wird.