微波加热均匀性介绍

前言

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这2种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，在微波辅助加热的合成实验过程中，快速的微波加热可以提升整体反应速率。同时在微波加热的升温过程中，温度分布可能会产生一定差异，组分内介电损耗大的部分会优先被微波加热，出现满天星效应，带动反应体系整体一起被微波加热。

本文介绍微波加热过程中受热物料温度分布均匀性的影响因素。

微波加热的电特性和影响因素复杂

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，对微波加热产生其独特的效果。

微波加热模型-传热方程

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ru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

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。