微波技術原理

微波技術原理

    微波技術起源于20 世紀30 年代, 最初應用于通訊領域。微波技術在通訊以外的使用可追溯到20 世紀70 年代, 主要應用于食品加工、木材干燥、塑料、橡膠處理、陶瓷的固化和預處理,而它在環境保護領域, 特別是在廢物處理中的應用則鮮有探討。直到最近十幾年, 許多研究表明: 用微波處理廢物比傳統的處理方法具有更多的優點, 如污染物明顯減容、快速加熱、可達到高溫、選擇性加熱、處理過程迅速、易于控制等, 其在廢物的處理中的應用具有非常廣闊的前景。

    微波是一種頻率范圍介于無線電波與紅外波之間的電磁波, 頻率為300 MHz~ 300 GHz, 其中2. 45 GHz 是家用微波爐最常用頻率。微波加熱物料主要有三種機制 : 第一種機制, 極性分子在外加微波電磁場的作用下, 原來雜亂無章的分子隨之快速改變方向, 分子或原子的電子云發生偏移導致偶極子發生運動, 呈現正負極性, 由于電磁場的變化速度高達24. 5 億次, 如此高速的輪擺運動, 使分子間摩擦產生熱能; 第二種機制, 磁性物質在微波場作用下, 磁性組分會發生變化, 這種變化的遲滯作用產生熱能; 第三種機制, 具有導電性的材料在微波場作用下會產生電流, 電流的流動產生熱能。微波輻射引起物質溫度上升的速率主要與微波頻率及其相應波長、材料( 介質) 內電場的尺度、被加熱材料的特性( 介質常數、介質損失或介質耗散能量的能力) 等因子有關。微波并非從物質材料的表面開始加熱,而是從各方向均衡地穿透材料后均勻加熱, 但微波穿透介質僅及有限深度。

    目前已經對微波加熱技術在許多領域的應用進行了研究, 這使微波具有的節約能源和處理時間等優點得到充分發揮。與傳統的加熱技術

相比, 微波加熱具有如下優點: 

   ( 1) 高效快速;

   ( 2) 節能省電;

   ( 3) 熱源與加熱材料不直接接觸;

   ( 4) 能進行選擇性加熱; 

   ( 5) 便于控制; 

   ( 6) 設備體積小且無廢物生成。