微波技术原理

微波技术原理

    微波技术起源于20 世纪30 年代, 最初应用于通讯领域。微波技术在通讯以外的使用可追溯到20 世纪70 年代, 主要应用于食品加工、木材干燥、塑料、橡胶处理、陶瓷的固化和预处理,而它在环境保护领域, 特别是在废物处理中的应用则鲜有探讨。直到最近十几年, 许多研究表明: 用微波处理废物比传统的处理方法具有更多的优点, 如污染物明显减容、快速加热、可达到高温、选择性加热、处理过程迅速、易于控制等, 其在废物的处理中的应用具有非常广阔的前景。

    微波是一种频率范围介于无线电波与红外波之间的电磁波, 频率为300 MHz~ 300 GHz, 其中2. 45 GHz 是家用微波炉最常用频率。微波加热物料主要有三种机制 : 第一种机制, 极性分子在外加微波电磁场的作用下, 原来杂乱无章的分子随之快速改变方向, 分子或原子的电子云发生偏移导致偶极子发生运动, 呈现正负极性, 由于电磁场的变化速度高达24. 5 亿次, 如此高速的轮摆运动, 使分子间摩擦产生热能; 第二种机制, 磁性物质在微波场作用下, 磁性组分会发生变化, 这种变化的迟滞作用产生热能; 第三种机制, 具有导电性的材料在微波场作用下会产生电流, 电流的流动产生热能。微波辐射引起物质温度上升的速率主要与微波频率及其相应波长、材料( 介质) 内电场的尺度、被加热材料的特性( 介质常数、介质损失或介质耗散能量的能力) 等因子有关。微波并非从物质材料的表面开始加热,而是从各方向均衡地穿透材料后均匀加热, 但微波穿透介质仅及有限深度。

    目前已经对微波加热技术在许多领域的应用进行了研究, 这使微波具有的节约能源和处理时间等优点得到充分发挥。与传统的加热技术

相比, 微波加热具有如下优点: 

   ( 1) 高效快速;

   ( 2) 节能省电;

   ( 3) 热源与加热材料不直接接触;

   ( 4) 能进行选择性加热; 

   ( 5) 便于控制; 

   ( 6) 设备体积小且无废物生成。