微波及微波加熱原理

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、節能省電、加熱源與加熱材料不直接接觸、可進(jìn)行選擇性加熱、便于控制、設備體積小且無(wú)廢物生成等特性,其優(yōu)越性隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不斷體現出來(lái)。到20世紀40年代,微波技術(shù)已成功地用于食品加工、有機合成、中草藥提取、無(wú)機工藝、環(huán)境保護和分析檢測等領(lǐng)域。在環(huán)境保護領(lǐng)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)境監測]等方面。

    微波對物質(zhì)的加熱意味著(zhù)將微波的電磁能轉變?yōu)闊崮?轉變的過(guò)程與物質(zhì)內部分子等微觀(guān)粒子的極化有著(zhù)密切的關(guān)系。通常,一些介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成,在微波電磁場(chǎng)作用下,極性分子從原來(lái)的熱運動(dòng)狀態(tài)轉向依照電磁場(chǎng)的方向交變而排列取向,產(chǎn)生類(lèi)似摩擦熱,在這一微觀(guān)過(guò)程中交變電磁場(chǎng)的能量轉化為介質(zhì)內的熱能,使介質(zhì)溫度出現宏觀(guān)上的升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。

    微波場(chǎng)中的加熱有兩種機理,即離子傳導機理和偶極子轉動(dòng)機理,相關(guān)文獻已對此做了詳細報道。在微波加熱的實(shí)際應用中,這兩種機理的微波能耗散同時(shí)存在,離子傳導加熱的效率與介質(zhì)中離子的濃度和遷移率有關(guān),偶極子加熱的效率與介質(zhì)的弛豫時(shí)間、溫度和粘度有關(guān)。而溫度和介質(zhì)離子的遷移率、濃度及介質(zhì)的弛豫時(shí)間決定兩種能量轉化機理對加熱的貢獻。