
【电】 ***lectric heating
medium
【计】 M
【化】 medium
【医】 excitatory transmitter; media; mediator; medium; neurogen; transmitter
cook; heat; heating
【化】 heating
【医】 firing; heating
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
介质加热法(Dielectric Heating)是一种利用高频电磁场使电介质材料内部产生热量以达到加热目的的技术。以下从汉英词典角度结合专业解释进行说明:
英文:Dielectric Heating
核心原理:通过高频交变电场(频率通常为1–100 MHz)作用于非导电材料(电介质),使其内部极性分子高速旋转摩擦生热,实现整体均匀加热 。
分子极化作用
电介质材料(如木材、塑料、食品)中的极性分子(如水分子)在高频电场中反复转向排列,分子间摩擦产生热能。该过程符合介电损耗公式:
$$ P = 2pi f varepsilon_0 varepsilon_r'' E $$
其中 ( P ) 为单位体积功率,( f ) 为频率,( varepsilon_r'' ) 为介质损耗因数,( E ) 为电场强度 。
加热特性
行业 | 应用案例 | 技术优势 |
---|---|---|
食品加工 | 微波干燥果蔬、冷冻食品解冻 | 保留营养成分,减少水分流失 |
木材工业 | 胶合板固化、木材除虫 | 缩短处理时间50%,避免表面碳化 |
医疗灭菌 | 医用器械低温消毒 | 穿透包装材料,低温杀灭微生物 |
材料合成 | 高分子材料交联反应 | 反应速率提升3–5倍 |
《工业微波加热原理》
美国电气电子工程师学会(IEEE)工业应用分会技术报告
链接:IEEE Xplore: dielectric-heating-industrial
注:实际文献链接需替换为有效DOI
欧盟食品安全局(EFSA)技术指南
Microwave Processing of Food Materials
链接:efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2023.XXXX
中国国家标准
GB/T 18846-2019《工业微波加热设备安全规范》
中国标准出版社出版 。
安全提示:金属材料因反射电磁波可能导致放电事故,故严禁作为介质加热对象(国际电工委员会IEC 60519标准)。
介质加热法是一种通过电磁场作用使材料内部产生热量以实现加热的技术,其核心在于利用交变电场引发介质分子摩擦生热。以下是该方法的详细解析:
分子运动生热
介质(如木材、塑料、橡胶等绝缘材料)被置于高频交变电场中,其内部极性分子会随电场方向快速振动或转动,分子间摩擦碰撞产生热量,实现从内部向外部的均匀加热。
能量转换效率高
由于热量直接产生于材料内部,避免了传统热传导的能量损耗,热效率显著提升,尤其适合含水或极性分子的物质。
加热速度快
无需外部热源传导,即使导热性差的材料也能快速升温。例如,木材可在短时间内达到内外温度一致,增强胶剂固化效果。
均匀性与可控性
电磁场穿透性强,可确保材料各部位同步受热,避免局部过热或冷区。这一特性在精密加工(如玻璃钢成型)中尤为重要。
节能环保
仅需对目标介质通电,能量损耗极低,相比传统加热方式节能约30%-50%。
工业加工
用于橡胶硫化、塑料焊接、粮食干燥等,提升生产效率和产品质量。
材料保护性加热
通过惰性气体、熔融盐等介质隔绝氧气,实现金属锻件的少氧化加热,减少材料损耗。
需注意“介质加热法”与“介质保护加热”属于不同概念。后者侧重利用液态/固态介质(如熔融玻璃、石墨粉)形成保护层,防止材料氧化,而非通过电场生热。
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