微波及微波加熱原理
微波是指頻率為300MHz~30 ×104 MHz的電磁波,最初主要用于通訊、廣播電視等行業(yè)。由于微波具有加熱高效快速、節(jié)能省電、加熱源與加熱材料不直接接觸、可進行選擇性加熱、便于控制、設備體積小且無廢物生成等特性,其優(yōu)越性隨著社會的進步,科學技術的發(fā)展,不斷體現(xiàn)出來。到20世紀40年代,微波技術已成功地用于食品加工、有機合成、中草藥提取、無機工藝、環(huán)境保護和分析檢測等領域。在環(huán)境保護領域中,微波主要應用于廢水、廢氣、固體廢氣物的處理及環(huán)保材料的研制和環(huán)境監(jiān)測]等方面。
微波對物質的加熱意味著將微波的電磁能轉變?yōu)闊崮?轉變的過程與物質內部分子等微觀粒子的極化有著密切的關系。通常,一些介質材料由極性分子和非極性分子組成,在微波電磁場作用下,極性分子從原來的熱運動狀態(tài)轉向依照電磁場的方向交變而排列取向,產生類似摩擦熱,在這一微觀過程中交變電磁場的能量轉化為介質內的熱能,使介質溫度出現(xiàn)宏觀上的升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。
微波場中的加熱有兩種機理,即離子傳導機理和偶極子轉動機理,相關文獻已對此做了詳細報道。在微波加熱的實際應用中,這兩種機理的微波能耗散同時存在,離子傳導加熱的效率與介質中離子的濃度和遷移率有關,偶極子加熱的效率與介質的弛豫時間、溫度和粘度有關。而溫度和介質離子的遷移率、濃度及介質的弛豫時間決定兩種能量轉化機理對加熱的貢獻。
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