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微波化学反应器的工作原理是什么?

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微波化学反应器利用微波能量对物质进行加热,其工作原理如下:


微波是一种波长极短的电磁波,具有高频率。自然界的微波分散不集中,不能作为能源。而微波化学反应器中的磁控管可以将电能转变为微波,以每秒2450MHz的振荡频率穿透介质。当介质具有合适的介电常数和介质耗损时,便会在交变得电磁场中发生高频振荡,使能量在介质内部积蓄起来。


对于化学反应而言,微波加热可同时产生热效应和非热效应。微波加热的特点包括:快速加热,能以光速在物体中传播,瞬间将微波能转换为物质的热能;快速响应能力,能快速启动、停止及调整输出功率;加热均匀,里外同时进行加热;选择性加热,介质损耗大的,加热后温度高,反之亦然;加热效率高,被加热物自身发热,没有热传导过程,周围的空气及加热箱没有热损耗;加热渗透力强,透热深度可达几厘米到十几厘米。


在微波化学反应器中,家用微波炉磁控管的功率输出通常是基本固定的,较小功率依靠改变电流的通/断时间来实现。通过微电脑对电流通/断的严格定时控制,选择相同的工作状况可以获得重复的化学反应条件。


不同的物质吸收微波的能力不同,其加热效果也各不相同,这主要取决于物质的介质损耗。例如,四氟乙烯等非极性材料吸收微波的能力较弱,但在金属表面会被反射。


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