微波爐和電磁爐是如何將電能轉化為內能的？

什麽是微波？微波和無線電波、紅外線、可見光壹樣，都是電磁波。微波是指頻率為300 MHz-300 khz的電磁波，即波長為1 m至1 mm的電磁波，微波的頻率高於普通無線電波，通常被稱為“超高頻電磁波”。微波是如何產生的？微波能量通常由DC或50兆赫交流電通過壹種特殊的裝置獲得。能產生微波的器件有很多種，但主要分為兩類:半導體器件和電真空器件。電真空器件是利用電子在真空中運動來完成能量轉換的器件，或稱電子管。磁控管、多腔速調管、微波三極和四極、行波管等可以在電真空器件中產生高功率微波能量。磁控管和速調管主要用於微波加熱領域，尤其是工業應用。微波應用的頻率是多少？因為微波的應用非常廣泛，特別是在通信領域，為了避免相互幹擾，國際無線電管理委員會對頻率的劃分做了具體的規定。分配給工業、科學和醫學的頻率為433 MHz、915 MHz、2450 MHz、5800 MHz和22125 MHz，與通信頻率分開使用。目前我國工業加熱常用的頻率有915 MHz和2450 MHz。微波頻率和功率的選擇取決於被加熱材料的形狀、材料和含水量。微波加熱的原理是什麽？電介質材料由極性分子和非極性分子組成。在電磁場的作用下，這些極性分子由原來的隨機分布變為根據電場極性的定向排列。但在高頻電磁場的作用下，這些取向按照交變電磁場的頻率不斷變化，引起分子的運動和摩擦，從而產生熱量。此時交變電場的場能量在介質中轉化為熱能，使介質溫度不斷升高。這是微波加熱最流行的解釋。微波殺菌的機理是什麽？微波殺菌的機理是，細菌和成人與任何生物細胞壹樣，都是由水、蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪、無機物等復雜化合物組成的凝聚介質。其中，水是生物細胞的主要成分，含量為75-85%，因為細菌的各種生理活動都要借助水才能進行，細菌的生長繁殖過程是通過細胞膜細胞質的擴散、滲透和吸附來完成的。在壹定強度的微波場作用下，材料中的昆蟲、細菌也會因分子極化而松弛，同時吸收微波能量而升溫。由於它們是凝聚態物質，分子間作用力加劇了微波能向熱能的能態轉化。因此，體內蛋白質同時受到非極性熱運動和極性旋轉的作用，改變或破壞其空間結構，使蛋白質變性。蛋白質變性後，其溶解性、粘度、膨脹性、滲透性和穩定性會發生明顯變化，失去生物活性。另壹方面，微波能量的非熱效應在殺菌方面起到了常規物理殺菌所不具備的特殊作用。也是細菌死亡的原因之壹。微波的穿透能力如何？穿透能力是電磁波穿透到介質內部的能力。當電磁波從介質表面進入並在其中傳播時，其攜帶的能量會隨著離介質表面的距離呈指數衰減，因為能量被不斷吸收並轉化為熱能。透射深度定義為材料內部功率密度為1/e或表面能密度的36.8%時的深度d。微波的加熱深度遠大於紅外加熱，因為微波的波長是紅外的近1000倍。紅外加熱只是表面加熱，微波是內部深層加熱。什麽是微波選擇性加熱？不同的物料有不同的微波吸收損耗，這是選擇性加熱的特點，有利於幹燥過程。因為水分子吸收的微波最多，含水量高的部分比含水量低的部分吸收的微波功率多，所以幹燥速度趨於壹致。微波加熱為什麽叫內熱？常規加熱(如火焰、熱風、電加熱、蒸汽等。)利用熱傳導、對流和熱輻射，先將熱量傳遞到被加熱物體表面，再通過熱傳導(即外部加熱)逐漸提高中心溫度。使中心部分達到要求的溫度需要壹定的導熱時間，導熱性能差的物體需要更長的時間。微波加熱屬於內熱方式。電磁能直接作用於介質分子轉化為熱量，透射性使材料的內外介質同時受熱，不導熱。而內部溫度高於外部溫度梯度分布，形成驅使內部水分向表面滲透的蒸氣壓差，加速了水分的遷移蒸發速度。特別是對於含水量在30%以下的食物，速度可以縮短上百倍，短時間內達到均勻幹燥。各種物質是如何吸收微波的？微波加熱是電介質材料本身失去電場能量而產生熱量。但不同介質材料的介電常數εr和介質損耗角正切tgδ不同，因此在微波電磁場作用下的熱效應也不同。極性分子組成的物質可以很好的吸收微波能量。水分子極性極強，是吸收微波的最佳介質，所以任何含有水分子的物質都必須吸收微波。另壹種由非極性分子組成，基本不吸收或很少吸收微波。這些物質包括聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碸、塑料制品、玻璃、陶瓷等。，可以傳輸微波而不吸收。這類材料可用作微波加熱的容器或支撐物，或用作密封材料。在微波電場中，介質吸收的微波功率的大小p與頻率f、電場強度e的平方、介電常數εr和介質損耗角正切tgδ成正比。即:P = 2πf？E2？εr？v？tgδ微波的脫水效率如何？理論上微波功率每千瓦時可以蒸發1.39公斤水，由於線損、腔體效率等因素，實際效果為0.8-1.1公斤/千瓦時。用戶可以根據待處理物料的初始和最終含水量之間的差異以及輸出的要求來估算所需的微波功率。