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技術(shù)文章

微波化學(xué)反應(yīng)器的工作原理是什么?

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微波化學(xué)反應(yīng)器利用微波能量對物質(zhì)進行加熱,其工作原理如下:


微波是一種波長極短的電磁波,具有高頻率。自然界的微波分散不集中,不能作為能源。而微波化學(xué)反應(yīng)器中的磁控管可以將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ǎ悦棵?450MHz的振蕩頻率穿透介質(zhì)。當(dāng)介質(zhì)具有合適的介電常數(shù)和介質(zhì)耗損時,便會在交變得電磁場中發(fā)生高頻振蕩,使能量在介質(zhì)內(nèi)部積蓄起來。


對于化學(xué)反應(yīng)而言,微波加熱可同時產(chǎn)生熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。微波加熱的特點包括:快速加熱,能以光速在物體中傳播,瞬間將微波能轉(zhuǎn)換為物質(zhì)的熱能;快速響應(yīng)能力,能快速啟動、停止及調(diào)整輸出功率;加熱均勻,里外同時進行加熱;選擇性加熱,介質(zhì)損耗大的,加熱后溫度高,反之亦然;加熱效率高,被加熱物自身發(fā)熱,沒有熱傳導(dǎo)過程,周圍的空氣及加熱箱沒有熱損耗;加熱滲透力強,透熱深度可達幾厘米到十幾厘米。


在微波化學(xué)反應(yīng)器中,家用微波爐磁控管的功率輸出通常是基本固定的,較小功率依靠改變電流的通/斷時間來實現(xiàn)。通過微電腦對電流通/斷的嚴(yán)格定時控制,選擇相同的工作狀況可以獲得重復(fù)的化學(xué)反應(yīng)條件。


不同的物質(zhì)吸收微波的能力不同,其加熱效果也各不相同,這主要取決于物質(zhì)的介質(zhì)損耗。例如,四氟乙烯等非極性材料吸收微波的能力較弱,但在金屬表面會被反射。


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