解微波加熱的技術原理
微波加熱是一種依靠物體吸收微波能將其轉換成熱能,使自身整體同時升溫的加熱方式而完全區別于其他常規加熱方式。微波能在介質中可以轉化為熱量,材料對微波的穿透微波:反射微波,吸收微波,部分吸收微波,在化工加工領域中,所處理的材料大多是介質材料,而介質材料通常都不同程度地吸收微波能,介質材料與微波電磁場相互耦合,會形成各種功率耗散從而達到能量轉化的目的。能量轉化的方式有許多種,如離子傳導,偶極子轉動,界面極化,磁滯,壓電現象,電致伸縮,核磁共振,鐵磁共振等。
從理論分析,常規的加熱方法,如蒸汽加熱,電熱,紅外加熱等,要達到一定的溫度,需要一定的時間,在發生故障或停止加熱時,溫度的下降又要較長時間。而微波加熱可在幾秒的時間內迅速地將微波功率調到所需的數值,加熱到適當的溫度,便于自動化和連續化生產。遠紅外加熱的頻率比微波加熱的頻率更高,照理加熱效率要更好,但其實不然,這里面還存在一個穿透能力的概念。
微波加熱介質結構圖
遠紅外加熱雖有許多優點。應用也比較廣泛,但從對物體的穿透能力看,遠紅外就遠不如微波。什么叫穿透能力呢?穿透能力就是電磁波穿透到介質內部的本領,電磁波從表面進入介質并在其內部傳播時,由于能量不斷被吸收并能轉化為熱能,它所攜帶熱量就隨著深入介質表面的距離以指數形式衰減。電磁波的穿透深度和波長是同一數量級,除了較大的物體外,一般可以做到表里一起加熱。而遠紅外加熱的波長很長,加熱時穿透能力差,在遠紅外線照射下,只有物體一薄層發熱,而熱量要到內部主要靠傳導,這樣不僅加熱時間長,而且容易造成加熱不均勻。
根據對比,微波加熱的穿透能力比遠紅外加熱強的多,物質在微波場中所產生的熱量大小與物質種類及其介電特性有很大關系,即微波對物質具有選擇性加熱的特性。微波的吸收和加熱均與損耗系數有關。若把損耗系數大的食品和損耗系數小的食品混在一起加熱,其加熱效果如何是一個值得注意的問題。