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當(dāng)前位置:濟南鑫弘微波設(shè)備有限公司>>公司動態(tài)>>介紹微波的加熱原理及其發(fā)展?fàn)顩r
微波加熱原理:
根據(jù)物理理論可知,介質(zhì)分子可分為有極分子和無極分子兩大類.有極分子的正、負(fù)電荷的中心不重合,其間有一段距離,可等效為一個電偶極子.在外電場的作用下,使原來雜亂無章的有極分子沿著外電場的方向轉(zhuǎn)向,產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化(無極分子的正、負(fù)電荷中心重合,在外電場的作用下使分子中的正負(fù)電荷中心沿電場方向只產(chǎn)生位移極化).如果外電場是交變的,那末有極分子的轉(zhuǎn)向也要隨電場的變化而不斷改變方向.在這個過程中,由于分子間的相互碰撞,將使電能轉(zhuǎn)化為分子的動能,然后再轉(zhuǎn)化為熱能,使物體的溫度升高.由此可見,對于有極分子組成的物體(如被烹調(diào)的食物),交變電場就容易對它進行加熱。
表征介質(zhì)在外電場作用下極化程度的物理量叫介電常數(shù).(在交變電場作用下,介質(zhì)的介電常數(shù)是復(fù)數(shù),虛數(shù)部分反映了介質(zhì)的損耗).實際上,介電常數(shù)并不是一個不變的數(shù),在不同的條件下,其介電常數(shù)也不相同.例如水在微波條件下的介電常數(shù)和損耗比一般物質(zhì)大很多,因此較容易吸收微波能量而被加熱。
微波是一種頻率*的電磁波,照射在理想導(dǎo)電金屬表面上將被全反射.照射在介質(zhì)表面則有一小部分被反射,而大部分能穿透到介質(zhì)內(nèi)部,并在內(nèi)部逐漸被介質(zhì)吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,其穿透深度主要決定于介質(zhì)的介電常數(shù)和電磁波的頻率.在微波頻率下對一般物體其穿透深度可達(dá)幾厘米。
微波對生物體還有一種生物效應(yīng),在一定條件下對細(xì)胞、細(xì)菌具有抑制和殺傷作用。
我國在70年代開始微波能應(yīng)用研究工作,于1973年開始微波加熱應(yīng)用技術(shù)的研究和微波加熱用磁控管的研制。1974年和1980年電子工業(yè)部召開了“全國微波能推廣應(yīng)用技術(shù)交流會”,交流微波學(xué)術(shù)及應(yīng)用技術(shù)問題。81年3月經(jīng)四機部批準(zhǔn),抽調(diào)部屬單位的科技力量,成立了——中國電子器件工業(yè)總公司微波能推廣應(yīng)用站,負(fù)責(zé)全國微波能推廣應(yīng)用的組織、設(shè)計研究工作。1983年10月中國電子學(xué)會召開了首屆“全國微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會”。嗣后每二年在全國選擇推廣應(yīng)用好的地區(qū)輪流舉辦微波應(yīng)用技術(shù)交流,以推動國內(nèi)微波事業(yè)的發(fā)展。每屆均有論文集出版,涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、科研等方面的應(yīng)用領(lǐng)域。
微波發(fā)展?fàn)顩r:
目前,我國已在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠以及醫(yī)療等行業(yè)逐漸采用微波技術(shù),并取得了良好的經(jīng)濟效益。微波能技術(shù)作為一種新的加工手段,對各行業(yè)的技術(shù)改造和設(shè)備更新已形成較大地沖擊。特別是現(xiàn)階段,擺在各經(jīng)營者面前的是解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與社會需求的問題,適應(yīng)社會發(fā)展對產(chǎn)品品質(zhì)、品種要求的提高。其焦點之一就是技術(shù)創(chuàng)新不足、品質(zhì)升級滯后。微波技術(shù)的出現(xiàn)為提高產(chǎn)品檔次、跟上技術(shù)進步、創(chuàng)高附加值產(chǎn)品提供了良好條件。
1、食品工業(yè)
民以食為天,食品工業(yè)是我國迅速崛起的支柱產(chǎn)業(yè)。利用微波可對食品進行膨化、烘干、脫腥和保鮮處理。目前已用于糕點、牛肉干、土豆片、魚片干、鹽水鴨、腰果、花生米、瓜子、大豆等方面的生產(chǎn)中。我公司每年都生產(chǎn)有50~60套微波設(shè)備應(yīng)用于食品工業(yè)。
2、木材加工
微波可對1-6公分厚的木板進行均勻、快速烘干,干燥只需十幾分鐘,且不開裂、變形小,同時殺死木材內(nèi)部的卵蟲和幼蟲;也可對膠合板或拼板膠接的固化處理;竹制品干燥、滅霉殺菌。河南勃達(dá)與鄭州大學(xué)高溫材料研究所、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院等高校結(jié)為緊密型戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。公司生產(chǎn)的微波設(shè)備廣泛應(yīng)用于冶金、化工、陶瓷、耐火材料、木材加工等高能耗、重污染的工業(yè)領(lǐng)域和新材料的精細(xì)化加工領(lǐng)域。
3、橡膠工業(yè)
日本用2450MHz、5~10kw微波加熱設(shè)備對輪胎作一次加熱,升溫到硫化溫度后用熱風(fēng)保溫,可硫化3~4 噸重量的輪胎;美國采用915MHz、50kw喇叭天線作為輻射加熱器,利用程序控制對大型輪胎進行旋轉(zhuǎn)掃描,其優(yōu)點是加熱均勻、硫化時間縮短三分之一。
4、殺蟲滅菌
用微波可在較低溫度下滅菌殺蟲。處理食品、藥品、煙草、木材等。在70~80℃時就能起到殺蟲滅菌作用。且升溫速度快,不受物料厚度、形狀影響。
5、脫硫
原煤中的硫以黃鐵礦形式出現(xiàn),黃鐵礦比煤有更高的損耗角正切,因此利用微波可使黃鐵礦得到選擇性加熱與氣體發(fā)生反應(yīng),進行脫硫。而煤不受影響。理想的方法是以持續(xù)時間為0.1秒的脈沖波進行間歇式加熱,將黃鐵礦石加熱到約650℃的高溫。這種方法去硫效果好,不需昂貴的催化劑,節(jié)省資金,能源效率高,環(huán)境污染小。
6、微波等離子體技術(shù)
半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中已經(jīng)采用微波等離子體技術(shù),進行刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化硅片;還可用于金屬、合金、非金屬的表面處理;用于等離子體光譜分析,可檢測十幾種元素。
7、醫(yī)療
微波生物效應(yīng)分熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。其熱效應(yīng)在醫(yī)療方面可進行微波理療、配合放療和化療進行透熱治癌;另外還可以利用微波加熱血漿、解凍冷藏器官;還可設(shè)計微波手術(shù)刀,開刀止血快、出血量少。
8、測量
微波測量精度高,適宜于生產(chǎn)中連續(xù)測量和自動控制。已廣泛用于測距、測溫、測厚、測速等方面。
9、陶瓷燒結(jié)
微波可進行陶瓷的均勻致密化燒結(jié),zui高溫度可達(dá)2000℃,獲得大尺寸的精細(xì)陶瓷。
10、化學(xué)工業(yè)
微波在化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,如微波消解、萃取、水解、催化反應(yīng)等。
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