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微波加热均匀性介绍
发布时间：
2018/11/02 09:03
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微波加热运用介电损耗原理，采用整体加热的方式，通过分子极化和离子导电2个效应对物料进行直接加热，具有加热迅速和热效高的特点，在食品加工、生物制药、石油化工、冶金等耗能领域有着显著的优势。
例如，在合成实验的微波辅助加热过程中，快速的微波加热可以提升整体反应速率。然而，在微波加热过程中可能会产生不均匀的温度分布，使物料内部出现过热区域，导致微波实验中重现性低，制约微波能的有效应用。
本文介绍微波加热过程中受热物料温度分布不均现象和均匀性的影响因素。
微波加热过程中存在显著的电特性，如电导率、介电常数、磁导率等都是温度的非线性函数，对物料受热均匀性产生影响。
谐振腔内的电场强度受输入功率控制，其分布特性与腔体尺寸、物料形状和大小、物料位置等相关；在不同电场分布情况下，物料温度的均匀性分布会发生变化。
除此，还存在其他因素，这些因素都会影响物料成分与微波能量相互作用的程度，对微波均匀加热产生迥异的效果。
微波加热模型研究成果已有很多，如Knoerzer等人在研究物料微波加热过程中，忽略水分损失建立了传热方程。
从传热方程可知，影响微波加热均匀性的因素有多种，包括：
介电性能(介电常数和介电损耗因子)；
热性质(比热容和热导率)；
谐振腔的参数(微波功率、腔体大小、馈电口数量等)；
受热物料的物理特性(大小、形状、密度和位置等)。
微波加热均匀性认识的意义在于，当采用微波性加热时，采用均匀性模型可以快速评价方法的优劣，辅助分析物料受热的均匀分布状况，提高加热效率。