微波加熱均勻性介紹

前言 

微波加熱運用介電損耗原理，采用整體加熱的方式，通過分子極化和離子導(dǎo)電這2種效應(yīng)對物料進行直接加熱，具有加熱迅速和熱效高的特點，在食品加工、生物制藥、石油化工、冶金等耗能領(lǐng)域有著顯著的優(yōu)勢。

例如，在微波輔助加熱的合成實驗過程中，快速的微波加熱可以提升整體反應(yīng)速率。同時在微波加熱的升溫過程中，溫度分布可能會產(chǎn)生一定差異，組分內(nèi)介電損耗大的部分會優(yōu)先被微波加熱，出現(xiàn)滿天星效應(yīng)，帶動反應(yīng)體系整體一起被微波加熱。

本文介紹微波加熱過程中受熱物料溫度分布均勻性的影響因素。

微波加熱的電特性和影響因素復(fù)雜

微波加熱過程中存在顯著的電特性，如電導(dǎo)率、介電常數(shù)、磁導(dǎo)率等都是溫度的非線性函數(shù)，對物料受熱均勻性產(chǎn)生影響。

諧振腔內(nèi)的電場強度受輸入功率控制，其分布特性與腔體尺寸、物料形狀和大小、物料位置等相關(guān)；在不同電場分布情況下，物料溫度的均勻性分布會發(fā)生變化。

除此，還存在其他因素，這些因素都會影響物料成分與微波能量相互作用的程度，對微波加熱產(chǎn)生其獨特的效果。

微波加熱模型-傳熱方程

微波加熱模型研究成果已有很多，如Knoerzer等人在研究物料微波加熱過程中，忽略水分損失建立了傳熱方程。

從傳熱方程可知，影響微波加熱均勻性的因素有多種，包括：
介電性能(介電常數(shù)和介電損耗因子)；
熱性質(zhì)(比熱容和熱導(dǎo)率)；
諧振腔的參數(shù)(微波功率、腔體大小、饋ru口數(shù)量等)；
受熱物料的物理特性(大小、形狀、密度和位置等)。

微波加熱均勻性認識的意義

微波加熱均勻性認識的意義在于，當(dāng)采用微波性加熱時，采用均勻性模型可以快速評價方法的優(yōu)劣，輔助分析物料受熱的均勻分布狀況，提高加熱效率。