微波加熱原理

2022-10-06 12:45:06 字數 2065 閱讀 7018

1. 什麼是微波:微波是指頻率在300兆赫至300千兆赫的電磁波。

2. 微波加熱機理:通常,一些介質材料由極性分子和非極性分子組成。

在微波電磁場的作用下,介質中的極性分子從原來的熱運動狀態轉為跟隨微波電磁場的交變而排列取向。例如:採用的微波頻率2450兆赫,就會出現每秒24億5千瓦次交變,分子間就會產生激烈的摩擦。

在這一微觀過程中,微波能量轉化為介質內的熱量,使介質溫度呈現為巨集觀上的公升高。這就是對微波加熱最通俗的解釋。

由此可見微波加熱是介質材料自身損耗電磁能量而加熱。微波加熱的乙個基本條件是:物料本身要吸收微波。

水是吸收微波很好的介質,所以凡是含水的物質必定會吸收微波。對於金屬材料,電磁場不能透入內部而是被反射出來,所以金屬材料不能用微波加熱。

有一部分介質雖然是非極性分子組成,但也能在不同程度上吸收微波,其原理可解釋為這種物質分子在微波場下發生彈性變形而生熱。另一類介質,它們基本上不吸收或很少吸收微波,如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碸塑料和玻璃、陶瓷等,它們能透過微波,而不吸收微波,這類材料可以作為加熱用的容器或支撐物,或叫微波密封材料。

在微波加熱中,介質發熱程度與微波頻率、電磁場強度、介質自身的介電常數和介質損耗正切值等引數有關。

3. 微波加熱的穿透力和加熱深度:在微波加熱過程中,還存在乙個穿透能力和加熱深度的問題。

什麼叫穿透能力?穿透能力就是電磁波穿入到介質內部的本領,電磁波從介質表面進入並在其內部傳播時,由於能量不斷被吸收並轉化為熱,它所攜帶的能量就隨著深入介質表面的距離以指數規律衰減。微波的穿透能力要比紅外線大的多,其中915兆赫又比2450兆赫的微波穿透深度大。

4. 微波加熱的特點

a. 加熱速度快

常規加熱如火焰、熱風、電熱及蒸汽等,都是利用熱傳導的原理將熱量從被加熱的物體外部傳入內部,逐步是物質中心溫度公升高,稱之為外部加熱。要使中心部位達到所需的溫度,需要一定的時間,導熱性較差的物質所需的時間就更長。

微波加熱是使加熱物質本身成為發熱體,稱之為內部加熱方式,不需要熱傳導的過程,內外同時加熱,因此能在短時間達到加熱的效果。

b. 均勻加熱

常規加熱,為提高加熱速度,就需要公升高加熱溫度,容易產生外焦裡生現象。微波加熱時,物體各部分通常都能均勻滲透電磁波,產生熱量,因此均勻性大大改善。

c. 節能高效

在微波加熱中,微波能只能被加熱物體自身吸引而生熱,加熱室壁和加熱室內的空氣及相應的容器都不會發熱,所以熱效率極高,生產環境也明顯改善,

d. 易於控制

微波加熱的熱慣性極小,特別適宜於加熱過程和加熱工藝的自動化控制

e. 低溫殺菌、無汙染

較低溫度下殺死細菌。

f. 選擇性加熱

微波對不同性質的物質有不同的作用。因為水分子對微波的吸收較好,所以含水量高的部位吸收微波功率就多於含水量較低的部位,這就是選擇性加熱。

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西安海華機電科技****

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