介质加热系统的工作原理及其应用

烹饪食物和利用火灾的方法在人类的演变中发挥了巨大作用。我们学会了用火来烹饪，融化金属，在行业等生产过程中，但是当我们发明方法时，我们在未使用火灾的情况下做同样的事情时，最大的突破会。随着时间的推移开发技术，我们开发了许多替代品，而不是用于加热过程。这种显着的发明之一是“介电加热”的原理。让我们看看这个原则是如何运作的以及它是如何应用的。

什么是介质加热?

介电加热的定义可以表述为:“通过在材料分子中引起介电运动来加热材料的过程。交变电场”。所有材料都是由分子构成的，而分子又由原子构成。的介质加热电路图如下所示。

极性分子包含电偶极矩。当这些分子暴露于电场时，它们试图在场的方向上对齐。当施加的场振荡时，这些材料的这些分子经历旋转以保持与该领域保持一致。当场改变方向时，这些分子也倒转了它们的方向。该过程称为“介电旋转”。

分子的温度与分子的动能有关。在分子的介电旋转中，随着分子动能的增加，分子的温度也随之增加。当分子碰撞或与其他分子接触时，这种能量转移到材料的所有部分从而加热材料。

因此介电旋进材料通常被称为材料的介电加热。使用RF频率或电磁场的电场进行这种加热。所施加的电磁场应振荡以进行介电旋转。施加的字段的频率和波长也会影响系统的功能。

介电加热工作

如下所述，介质加热系统的电路图由施加电场的两块金属板组成。要加热的材料被放在这两种金属之间。在加热过程中，有两种材料加热的方式。

使用低频波进行加热，作为近场效果和使用电磁波的高频波加热。使用这些不同类型的波加热的材料类型也不同。

低频波有较高的波长。因此，它们能比电磁波更深入地穿透非导电材料。使用低频场的系统应使辐射器和吸收器之间的距离小于波长的1/2π。因此，使用低频电场加热的过程是近接触过程。

高频系统波长较低。电磁波,微波用于这些系统。在这些系统中，金属板之间的距离大于所施加的场的波长。在这些系统中，在金属板之间形成传统的远场电磁波。

介质加热的应用

利用高频电场的介质加热原理是20世纪30年代在贝尔电话实验室提出的。通过改变电场的频率，介电系统被设计用于许多类型的应用。

当使用微波炉时

在这种介质加热中，2.45GHz的微波的频率用来。家庭中使用的微波炉是这种应用的示例。这些系统提供更少的穿透性和高效的加热系统。微波体积加热提供更大的穿透深度。因此，该加热用于在工业规模上加热液体，悬浮液和固体。

微波体积加热用于巴斯氏灭菌，闪蒸巴氏灭菌，微波化学，灭菌，食品保存，生物燃料生产等。

当使用无线电频率

• 射频电介质在农作物生产领域经常得到应用。
• 这种加热方式是用来在农作物收获后杀死食物中的一些害虫。
• 这种类型的加热可以均匀地加热材料。
• 这种加热方式可以快速加工食物。
• 透法，肌肉治疗肌肉的RF加热过程使用这种类型的加热。
• 该过程称为热疗治疗，其中较高的温度用于
• 杀死癌症和肿瘤组织，应用射频加热

食品加工

在生产线上的饼干烘烤后，射频介质加热将减少烘烤时间。大小、形状和颜色合适的饼干可以用烤箱生产，但射频加热可以去除饼干已经干燥部分的剩余水分。

• RF加热可以增加烤箱的容量，用于食品生产工厂，高达50％。
• 以谷物为基础的婴儿产品和早餐谷物使用射频介质加热后烘烤。
• 在食品的干燥中，介质烘烤与常规烘烤同时使用。
• 当电磁电介质用于烘烤时，可以获得更好的食品质量。
• 当使用电磁介电加热时，可以在食物加工期间保存食物的营养和感官特性，因为可以在较短的时间内实现更高的加工温度。

从它的发明时期开始，介质加热就以各种形式被使用。从一种神奇的食物处理器对于精确的电擦手术方法，电介质在几乎每个科学领域都发现了其应用。

介电加热机构设置可以被视为类似于结构的相似电容器。在电容器中，电介质被放置在两个导电板之间，并且在电介质中产生电。虽然在介电加热系统中，待加热的材料被放置在两个导线之间，施加电场并在材料内产生热量。

如今介电加热在农业工业中发现了许多应用，为实施多种害虫防治方法。适用于微波炉的电场是低频电场还是高频电场?