Microwave heating The principles o

Microwave heating

The principles of microwave heating as applied to industrial processing are outlined and the basic
design of applicators for material processing is described. Industrial applications range from food
tempering to rubber vulcanisation and from vacuum drying to sintering of ceramics. Established
applications to date are summarised.

By A.C. Metaxas

Microwave heating is a process within a family of electroheat techniques, such as induction, radio
frequency, direct resistance or infra-red heating, all of which utilise specific parts of the
electromagnetic spectrum. These processes supplement, and in specific cases totally replace,
conventional heating or drying systems used in industry. This is because some conventional
systems are very bulky, not easy to operate, can pollute the environment due to harmful
omissions and above all can be very inefficient.

The major advantages of using microwaves for industrial processing are rapid heat transfer,
volumetric and selective heating, compactness of equipment, speed of switching on and off and
pollution-free environment as there are no products of combustion. Microwave leakage can
certainly be kept well below government recommended levels.

Fundamentals of microwave heating
Dielectric loss

It has long been established that a dielectric material can be processed with energy in the form of
high-frequency electromagnetic waves. There are many distinct frequency bands which have
been allocated for industrial, scientific and medical (ISM) use, as shown in Table 1, with the
principal frequencies centred at 896 MHz (915 MHz in the USA) and 2450 MHz for which
equipment can be readily purchased.

In this frequency regime there are primarily two physical mechanisms through which energy can
be transferred to a non-metallic material. At the lower microwave frequencies conductive currents
flowing within the material due to the movement of ionic constituents, such as salts for example,
can transfer energy from the microwave field to the material. This loss mechanism is
characterised by an equivalent dielectric conductivity term σ, giving effectively a loss parameter of
σ/ωεο.

At the other end of the microwave heating spectrum, around 3000 MHz, the energy absorption is
primarily due to the existence of permanent dipole molecules which tend to re-orientate under the
influence of a microwave electric field, as shown in the inset of Fig. 1. This re-orientation loss
mechanism originates from the inability of the polarisation to follow extremely rapid reversals of
the electric field. At such high frequencies therefore the resulting polarisation phasor lags the
applied electric field. This ensures that the resulting current density has a component in phase
with the field, and therefore power is dissipated in the dielectric material.

Table 1 Frequency allocation for industrial, medical and scientific (ISM) purposes in the
range 433.92 MHz to 40 GHz

Frequency Frequency Area permitted
MHz tolerance + or -
433.92 0-2% Austria, The Netherlands, Portugal,
West Germany, Switzerland
896 10 MHz UK
915 13 MHz North and South America
2375 50 MHz Albania, Bulgaria, Hungary, Romania
Czechoslovakia, USSR
2450 50 MHz worldwide except where 2375 MHz is used
3390 0-6% The Netherlands
5800 75 MHz worldwide
6780 0-6% The Netherlands
24150 125 MHz world

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ไมโครเวฟความร้อน

หลักการไมโครเวฟที่ความร้อนที่ใช้กับอุตสาหกรรมแปรรูปจะถูกล้อมรอบ และพื้นฐาน
อธิบายออกแบบสำหรับการประมวลผลวัตถุดิบเจ งานอุตสาหกรรมตั้งแต่อาหาร
แบ่งเบาบรรเทา vulcanisation ยาง และการอบแห้งการเผาผนึกของเซรามิกส์ ก่อตั้ง
เควันที่ summarised

โดย Metaxas ชื่อ

ไมโครเวฟเครื่องทำความร้อนเป็นกระบวนการภายในครอบครัวของเทคนิค electroheat เช่นการเหนี่ยวนำ วิทยุ
ความถี่ ความต้านทานโดยตรง หรือซาวเครื่องทำความร้อน ของใช้ส่วนเฉพาะของการ
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการเหล่านี้เสริม และในบางกรณีทั้งหมดแทน,
ความร้อน หรือการอบแห้งระบบที่ใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป ทั้งนี้เนื่องจากบางธรรมดา
ระบบมีขนาดใหญ่มาก ไม่ง่าย สามารถก่อให้เกิดมลพิษสิ่งแวดล้อมเนื่องจากเป็นอันตราย
ละเว้นทั้งหมดข้างต้น จะต่ำมากได้

ถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็ว มีผลดีของการใช้ไมโครเวฟสำหรับการประมวลผลอุตสาหกรรม
volumetric และงานเครื่องทำความร้อน compactness อุปกรณ์ ความเร็วของการสลับเปิด และปิด และ
ปราศจากมลพิษสิ่งแวดล้อมเนื่องจากมีเป็นไม่ผลิตภัณฑ์เผาผลาญ ไมโครเวฟรั่วสามารถ
แน่นอนยังคงอยู่ต่ำกว่าระดับที่แนะนำรัฐบาลดีขึ้น

พื้นฐานของไมโครเวฟที่ความร้อน
เป็นฉนวนสูญเสีย

มันยาวนานก่อตั้งขึ้นที่วัสดุที่เป็นฉนวนสามารถประมวลผลกับพลังงานในรูปแบบของ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง มีความถี่แตกต่างกันหลายวงซึ่งมี
ถูกจัดสรรสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และทางการแพทย์ (ISM) ดังแสดงในตารางที่ 1 กับ
ความถี่หลักศูนย์กลางที่ 896 MHz (915 MHz ในสหรัฐอเมริกา) และ 2450 MHz ซึ่ง
อุปกรณ์สามารถจะซื้อพร้อมกัน

ในระบอบความถี่นี้ มีกลไกทางกายภาพเป็นหลักสองที่พลังงานสามารถ
ไปวัสดุอโลหะ ที่ต่ำกว่าไมโครเวฟความถี่ไฟฟ้ากระแส
ไหลภายในวัสดุเนื่องจากการเคลื่อนไหวของ ionic constituents เช่นเกลือเช่น,
สามารถโอนพลังงานจากฟิลด์ไมโครเวฟวัสดุได้ กระบวนการสูญเสียนี้มี
รนีσเป็นระยะเหมือนเป็นฉนวนนำ ให้ประสิทธิภาพพารามิเตอร์ขาดทุนของ
σ/ωεο

ถูกที่สุดของคลื่นไมโครเวฟเครื่องทำความร้อน ประมาณ 3000 MHz ดูดซึมพลังงาน
เนื่องจากการดำรงอยู่ของโมเลกุล dipole ถาวรซึ่งมักจะ orientate ใหม่ภายใต้หลักการ
อิทธิพลของไมโครเวฟไฟฟ้าเขต ดังที่แสดงในแทรก 1 Fig. สูญเสียอีกแนวนี้
กลไกมาไม่เร่งที่จะทำตามกลับอย่างรวดเร็วมากของ
สนามไฟฟ้า ที่ความถี่สูงดังกล่าว ดังนั้น phasor เร่งผล lags
ใช้สนามไฟฟ้า ให้แน่ใจว่า ความหนาแน่นของกระแสผลมีส่วนประกอบในระยะ
กับฟิลด์ และดังนั้น dissipated พลังงานในวัสดุที่เป็นฉนวน

ความถี่ 1 ตารางการปันส่วนสำหรับอุตสาหกรรม ทางการแพทย์ และวิทยาศาสตร์ (ISM) เอนกประสงค์ในการ
ช่วง 433.92 MHz ถึง 40 GHz

ตั้งความถี่ความถี่ที่ได้รับอนุญาต
เผื่อ MHz หรือ -
433.92 0-2% ประเทศออสเตรีย ประเทศเนเธอร์แลนด์ โปรตุเกส,
สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี สวิตเซอร์แลนด์
896 10 MHz UK
915 13 MHz เหนือและอเมริกาใต้
2375 50 MHz แอลเบเนีย บัลแกเรีย ฮังการี โรมาเนีย
เชโกสโลวาเกีย สหภาพโซเวียต
2450 MHz ทั่วโลกยกเว้นที่ 2375 MHz ใช้ 50
3390 0-6% ประเทศเนเธอร์แลนด์
5800 75 MHz ทั่วโลก
6780 0-6% ประเทศเนเธอร์แลนด์
โลก 125 MHz 24150

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เตาไมโครเวฟที่ความร้อนหลักการของความร้อนจากไมโครเวฟที่นำไปใช้กับการประมวลผลอุตสาหกรรมที่ระบุไว้และพื้นฐานการออกแบบของ applicators สำหรับการประมวลผลวัสดุที่มีการอธิบาย ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารในช่วงที่จะแบ่งเบา vulcanisation ยางและจากการอบแห้งสูญญากาศในการเผาเซรามิกส์ ก่อตั้งขึ้นงานวันที่สรุปจาก AC Metaxas ความร้อนเตาไมโครเวฟเป็นกระบวนการภายในครอบครัวของเทคนิค electroheat เช่นเหนี่ยวนำวิทยุความถี่ต้านทานความร้อนโดยตรงหรืออินฟาเรดซึ่งทั้งหมดนี้ใช้เฉพาะส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการเหล่านี้เสริมและในกรณีที่เฉพาะเจาะจงโดยสิ้นเชิงเปลี่ยนความร้อนหรือการอบแห้งระบบเดิมที่ใช้ในอุตสาหกรรม เพราะนี่คือการชุมนุมบางระบบมีขนาดใหญ่มากไม่ได้ใช้งานง่ายสามารถก่อให้เกิดมลพิษในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายเนื่องจากการละเว้นการกระทำดังกล่าวข้างต้นและทุกคนสามารถที่ไม่มีประสิทธิภาพมากข้อดีที่สำคัญของการใช้ไมโครเวฟสำหรับการประมวลผลอุตสาหกรรมการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วปริมาตรและความร้อนเลือก แน่นของอุปกรณ์ความเร็วในการเปิดและปิดและสภาพแวดล้อมที่ปลอดมลภาวะที่มีผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไม่ การรั่วไหลของคลื่นไมโครเวฟสามารถให้แน่นอนจะเก็บไว้อย่างดีด้านล่างแนะนำรัฐบาลในระดับพื้นฐานของความร้อนจากไมโครเวฟการสูญเสียอิเล็กทริกจะได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุที่เป็นฉนวนสามารถประมวลผลด้วยพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง มีหลายคลื่นความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งได้มีการจัดสรรสำหรับอุตสาหกรรมทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ (ISM) ใช้ดังแสดงในตารางที่ 1 โดยมีความถี่หลักศูนย์กลางที่ 896 MHz (915 MHz ในสหรัฐอเมริกา) และ 2,450 MHz ที่อุปกรณ์สามารถ ซื้อหาได้ง่ายในระบอบการปกครองที่มีความถี่นี้ส่วนใหญ่จะมีสองกลไกทางกายภาพโดยที่พลังงานสามารถถูกโอนไปยังวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ที่ความถี่ไมโครเวฟที่ต่ำกว่ากระแสไฟฟ้าไหลภายในวัสดุที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของประชาชนในเขตเลือกตั้งของอิออนเช่นเกลือตัวอย่างเช่นสามารถถ่ายโอนพลังงานจากสนามไมโครเวฟกับวัสดุ กลไกการสูญเสียนี้เป็นที่โดดเด่นด้วยการนำσระยะเทียบเท่าอิเล็กทริกให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพพารามิเตอร์การสูญเสียของσ / ωεο ที่ปลายของสเปกตรัมความร้อนจากไมโครเวฟ, 3000 MHz, การดูดซึมพลังงานเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการดำรงอยู่ของโมเลกุลขั้วถาวร ซึ่งมีแนวโน้มที่จะหันไปทางตะวันออกอีกครั้งภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าไมโครเวฟดังแสดงในรูปของสิ่งที่ใส่เข้าไป 1. การสูญเสียนี้อีกครั้งปฐมนิเทศกลไกมาจากการไร้ความสามารถของโพลาไรซ์ในการปฏิบัติตามการพลิกผันอย่างรวดเร็วมากของสนามไฟฟ้า ที่ความถี่สูงดังกล่าวจึงส่งผลให้ขั้วเฟสเซอรล่าช้าสนามไฟฟ้าใช้ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความหนาแน่นในปัจจุบันส่งผลให้มีส่วนในระยะที่มีสนามและอำนาจจึงจะกระจายไปในวัสดุอิเล็กทริกการจัดสรรความถี่ตารางที่ 1 สำหรับอุตสาหกรรมการแพทย์และวิทยาศาสตร์ (ISM) วัตถุประสงค์ในช่วง 433.92 MHz ถึง 40 GHz ความถี่ พื้นที่ที่ได้รับอนุญาตอดทน MHz + หรือ - 433.92 0-2% ออสเตรีย, เนเธอร์แลนด์, โปรตุเกส, เยอรมนีตะวันตกวิตเซอร์แลนด์10 896 MHz สหราชอาณาจักร915 13 MHz ทวีปอเมริกาเหนือและใต้2375 50 MHz แอลเบเนีย, บัลแกเรีย, ฮังการี, โรมาเนียเชคล้าหลัง2450 50 MHz ทั่วโลกยกเว้นที่ 2375 MHz ใช้3390 0-6% เนเธอร์แลนด์5800 75 MHz ทั่วโลก6780 0-6% เนเธอร์แลนด์24150 125 MHz โลก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความร้อนจากไมโครเวฟ

หลักการของไมโครเวฟ ความร้อนที่ใช้กับอุตสาหกรรมแปรรูปเป็นเค้าร่างและการออกแบบขั้นพื้นฐาน
applicators สำหรับการประมวลผลของวัสดุจะอธิบาย อุตสาหกรรมอาหารด้วยการต่อช่วงจาก
ยางแห้งเพื่อเผาเครื่องเคลือบในสุญญากาศ จนถึงวันที่มีการสรุปการจัดตั้ง
.



metaxas โดยเอซีความร้อนจากไมโครเวฟเป็นกระบวนการภายในครอบครัวของเทคนิค electroheat เช่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่วิทยุ
, ความต้านทานโดยตรง หรือความร้อนอินฟราเรด ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้เฉพาะส่วนของ
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการเหล่านี้เสริม และในกรณีที่เฉพาะเจาะจงทั้งหมดแทนที่
ปกติความร้อนหรือระบบอบแห้งที่ใช้ในอุตสาหกรรม นี้เป็นเพราะปกติ
ระบบมีขนาดใหญ่มาก ไม่สามารถใช้งานได้ง่าย สามารถก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากอันตราย
/ และข้างต้นทั้งหมดสามารถมากไม่มีประสิทธิภาพ

ข้อดีหลักของการใช้ไมโครเวฟสำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปมีความร้อนอย่างรวดเร็วโอน
ความร้อนปริมาตรและการแข็งของอุปกรณ์ ความเร็วของการเปิดและปิด และสภาพแวดล้อมที่ปลอดมลภาวะ
ไม่มีผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้เตาไมโครเวฟรั่วสามารถถูกเก็บไว้ด้านล่าง
แน่นอน รัฐบาลควรระดับ

พื้นฐานของการสูญเสียไดอิเล็กทริกไมโครเวฟ


มันได้รับการก่อตั้งขึ้นที่วัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า สามารถประมวลผลกับพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง
. มีหลายที่แตกต่างกัน ที่มีแถบความถี่
ถูกจัดสรรสำหรับอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และการแพทย์ ( ISM ) ใช้ดังแสดงในตารางที่ 1 กับหลักเป็นศูนย์กลางที่เรา
ความถี่เมกะเฮิรตซ์ ( 915 MHz ในสหรัฐอเมริกา ) และ 2450 MHz ซึ่ง
อุปกรณ์ที่สามารถซื้อหาได้ง่าย .

ในความถี่นี้มีหลักสองระบบกลไกทางกายภาพผ่านที่พลังงานสามารถ
โอนวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ . ที่ความถี่ไมโครเวฟลดกระแสไฟฟ้ากระแส
การไหลภายในวัสดุเนื่องจากการเคลื่อนที่ของไอออนองค์ประกอบ เช่น เกลือตัวอย่างเช่น
สามารถถ่ายโอนพลังงานจากสนามไมโครเวฟกับวัสดุ นี้สูญเสียกลไก
ลักษณะเทียบเท่าฉนวนไฟฟ้าในระยะσให้มีประสิทธิภาพการสูญเสียค่า
σ / ωεο .

ที่ส่วนอื่น ๆของคลื่นไมโครเวฟความถี่ประมาณ 3 , 000 MHz การดูดซึมพลังงาน
เป็นหลักเนื่องจากการมีอยู่ของถาวรมีโมเลกุลซึ่งมักจะหันหน้าไปทางทิศตะวันออกอีกครั้ง ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า
ไมโครเวฟ ดังแสดงในรูปที่ใส่ของ 1 นี้เป็นแนวการสูญเสีย
กลไกที่มาจากการไร้ความสามารถของโพลาไรเซชันการติดตามอย่างรวดเร็วมากพลิกผันของ
สนามไฟฟ้า เช่นความถี่สูงจึงส่งผลให้เฟสเซอร์ล่าช้า
โพลาไรเซชั่นสนามไฟฟ้าประยุกต์ใช้ นี้ช่วยให้มั่นใจว่า ส่งผลให้ความหนาแน่นกระแสมีคอมโพเนนต์ในเฟส
กับทุ่งนา ดังนั้น อำนาจจะกระจายในวัสดุฉนวน .

ตารางที่ 1 การจัดสรรคลื่นความถี่สำหรับอุตสาหกรรมการแพทย์และวิทยาศาสตร์ ( ISM ) วัตถุประสงค์ใน
ช่วง 433.92 MHz ถึง 40 GHz ความถี่ความถี่ พื้นที่รับอนุญาต


-
433.92 MHz ความอดทนหรือ 0-2 % ออสเตรีย เนเธอร์แลนด์โปรตุเกส ,
ตะวันตก เยอรมนี สวิตเซอร์แลนด์ และอังกฤษ

10 MHz แต่ 13 MHz ทวีปอเมริกาเหนือและใต้
2375 50 MHz แอลเบเนีย บัลแกเรีย โรมาเนีย ฮังการี ประเทศล้าหลัง

2450 50 MHz ทั่วโลกยกเว้นที่ 2375 MHz ใช้
3390 0-6 % เนเธอร์แลนด์
5800 75 MHz ทั่วโลก

6780 0-6 % เนเธอร์แลนด์ 1 125 เมกะเฮิรตซ์โลก