微波加熱原理-水介電常數(shù)和介質(zhì)損耗比其他要大
微波加熱的基本原理
微波加熱的基本概念
微波是一種波長從1 mm到1 m,頻率從300 GHz到300 MHz之間
的超高頻電磁波。當(dāng)微波作用于介電材料時,會產(chǎn)生電子極化或原
子極化、界面極化及偶極轉(zhuǎn)向極化。介質(zhì)內(nèi)部的極化產(chǎn)生的極化強(qiáng)
度矢量落后于電場一個角度,從而產(chǎn)生一個與電場同相的電流,構(gòu)
成了材料內(nèi)部的功率耗散,這種功率耗散以熱的形式表現(xiàn)出來,也
即微波加熱是因介質(zhì)損耗變成熱能的。傳統(tǒng)加熱過程一般從表面開
始,依賴于傳導(dǎo)、對流與輻射方式,把熱從外部逐漸傳至內(nèi)部,這
是一個相對漫長的過程。而微波加熱時,伴隨著電磁波向材料內(nèi)部
的穿透,有一個電磁能自動向內(nèi)部的傳遞過程,材料吸收微波能量
是內(nèi)外部與表面同時進(jìn)行的,可以稱微波加熱是一種體加熱
介質(zhì)吸收的功率與電源的頻率和電場強(qiáng)度的平方成正比。為了
提高介質(zhì)吸收功率的能力,可以提高電場強(qiáng)度或提高工作頻率。微
波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電場能量而發(fā)熱。而不同介質(zhì)材料的介
電常數(shù)s,和介電損耗是不同的,故微波電磁場作用下的熱效應(yīng)也
不一樣。由極性分子組成的物質(zhì)能較好的吸收微波能,由非極性分
子組成的物質(zhì)則基本上不吸收或很少吸收微波。由于水的介電常數(shù)
和介質(zhì)損耗比其他物質(zhì)要大得多,也就是說,含有水分的物質(zhì)在微
波能量場中,能吸收比其他物質(zhì)多得多的能量。
微波加熱干燥含水物質(zhì)時與物質(zhì)的含水量、水及物質(zhì)的比熱等
有關(guān)。