微波及微波加热原理

微波及微波加热原理

     微波是指频率为300MHz～30 ×104 MHz的电磁波,最初主要用于通讯、广播电视等行业。由于微波具有加热高效快速、节能省电、加热源与加热材料不直接接触、可进行选择性加热、便于控制、设备体积小且无废物生成等特性,其优越性随着社会的进步,科学技术的发展,不断体现出来。到20世纪40年代,微波技术已成功地用于食品加工、有机合成、中草药提取、无机工艺、环境保护和分析检测等领域。在环境保护领域中,微波主要应用于废水、废气、固体废气物的处理及环保材料的研制和环境监测]等方面。

    微波对物质的加热意味着将微波的电磁能转变为热能,转变的过程与物质内部分子等微观粒子的极化有着密切的关系。通常,一些介质材料由极性分子和非极性分子组成,在微波电磁场作用下,极性分子从原来的热运动状态转向依照电磁场的方向交变而排列取向,产生类似摩擦热,在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能,使介质温度出现宏观上的升高,这就是对微波加热最通俗的解释。

    微波场中的加热有两种机理,即离子传导机理和偶极子转动机理,相关文献已对此做了详细报道。在微波加热的实际应用中,这两种机理的微波能耗散同时存在,离子传导加热的效率与介质中离子的浓度和迁移率有关,偶极子加热的效率与介质的弛豫时间、温度和粘度有关。而温度和介质离子的迁移率、浓度及介质的弛豫时间决定两种能量转化机理对加热的贡献。