微波加熱原理及特性

微波加熱原理及特性

    微波是指波長在1～1 000姍，對應的頻率為0．3～300 GHz，能在發射和接收過程中實際應用波導和諧振腔技術的電磁波。1936年，波導傳輸試驗在美國取得成功，隨后，微波技術在通信、廣播、電視領域中得到了廣泛的應用。在使用微波的過程中，人們發現微波會引起熱效應，于是在全世界范圍內開始了對微波加熱技術的應用研究。1945年，美國P．L．Spencer申請了微波加熱技術的第一個專利。1955年，美國泰潘公司向市場推出了世界上第一臺微波爐。20世紀70年代初期，我國開始研究和利用微波加熱技術，首先是在連續微波磁控管的研制方面取得重大進展，特別是大功率磁控管的研制成功，為微波加熱技術的應用提供了先決條件。20世紀80年代，我國開始生產微波爐。到目前為止，已經發展有家用微波爐、工業微波爐等系列產品，產品質量接近或達到世界先進水平。目前，微波技術己經有了非常廣泛的應用。微波干燥己經應用于化工行業、食品行業、毛紡印染業、茶葉加工、醫藥業、煙草業以及其它行業。在橡膠加工方面，傳統的加工方法，不僅費時耗能，而且勞動生產率低，產品質量差。因此，人們開始嘗試把微波技術應用到橡膠加工業。大量的實驗證明，與傳統方法相比，微波技術運用于橡膠加工，具有高效節能，無環境污染，且得到的產品質量好等優點。但將微波技術應用在橡膠加工中，實現工廠化生產還有很長的路要走。

    按加熱方式的不同，固體物料的加熱分為兩類：一類是常規加熱，該方法首先通過傳導、對流、輻射的傳熱方式加熱固體周圍的環境或固體表面，使固體的表面得到熱量，然后再通過熱傳導的方式將熱量傳到固體內部，其加熱介質可以是熱空氣、爐氣、過熱蒸汽，也可以是遠紅外線輻射等。這種加熱方式效率低，加熱時間長；另一類干燥方法是介質微波加熱，這是一種全新的加熱方法。其加熱原理是：當有極分子電介質和無極分子電介質置于微波電磁場中時，介質材料中會形成偶極子或已有的偶極子重新排列，并隨著高頻交變電磁場以高達數億次每秒的速度擺動，分子要隨著不斷變化的高頻電場的方向重新排列，就必須克服分子原有的熱運動和分子相互間作用的干擾和阻礙，產生類似于摩擦的作用，實現分子水平的“攪拌”，從而產生大量的熱。微波屬高頻波段的電磁波，它也具有電磁波所有的波動特性，如反射、透射、干涉和衍射。目前常用的微波加熱專用頻率為915 Ml{z和2450MHz。在微波場作用下，介質材料可以吸收微波能并轉化為熱能，能夠得到比常規加熱方法更好的加熱效果。常規加熱與微波加熱是2種迥然不同的加熱方法。微波加熱是一種“冷熱源”，它在產生和接觸到物體時，不是一股熱氣，而是電磁能。它具有一系列傳統加熱所不具備的獨特優點。