[发明专利]一种提高微波加热效率的方法

说明书

本发明公开一种提高微波加热效率的方法，将3个及以上的小球设置在微波谐振器腔体内，进行微波加热的时候被加热物与小球接触，小球为吸波效率高的材料制得，吸波效率高的材料快速升温辅助吸波性能较差的被加热物料进行加热，达到热传递的效果，有效的解决微波加热不均匀的难题，该方法具有操作简单，加热时间短，能耗利用率高等优点，可对辐射及传导类加热起到改善加热效果的作用，具有指导意义。

技术领域

本发明属于微波加热技术领域，特别是涉及一种提高微波加热效率的方法。

背景技术

微波是一种可以快速、原位传递能量的电磁波，是一种绿色、快速、高效、易于自控的新型能源。微波加热与常规加热不同，它不需由表及里的热传导，而是通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料，具有选择性加热物料、升温速率快、加热效率高、降低反应温度，缩短反应时间等优越特性。

微波加热不均匀性是目前制约微波加热技术发展的重要难题之一，目前现存的微波加热装置中，辅助加热材料普遍杂乱盛放，没有合理性的分布。过多的辅助加热球往往导致加热腔电磁场分布紊乱，被加热物料与加热球接触地方的电磁场值强度差值较大，导致热传递效果参差不齐，被加热物料受热不均匀，产成品质量低下。

吸波效率高的材料如氧化锆是一种十分重要的结构和功能材料，是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料。在各种金属氧化物中，氧化锆是唯一与钢及其他有马氏体相变的合金相似性能的材料。同时氧化锆熔点和沸点高、硬度大，常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性、耐腐蚀和可塑性优异等性能使其成为新材料领域重要的基础原料，除传统应用于耐火材料和陶瓷颜料外，其在生物陶瓷、电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等高科技领域的应用也引起广大学者的重视；氧化锆球具有高密度、高硬度、高韧性等特点，使其具有传统研磨介质所无法比拟的研磨效率磨损率小、使用寿命长、可大幅减少研磨原料的污染，能够很好地保证产品质量，同时氧化锆材料密度大，用做研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率，可有效缩短研磨时间。良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性，可以在酸性和碱性介质中使用。高纯氧化锆微珠是目前最为理想的研磨介质。现已广泛应用于非金属矿、涂料、油墨、油漆、染料、钛白粉、农药、磁性材料等行业物料的超细研磨与分散。目前对氧化锆的微波加热研究并没有从氧化锆的形态以及排列方式出发，对微波加热的效果进行测试研究，这就造成了氧化锆形态的变化对加热效果或者热传递效果影响并不明确，因此同样的加热设备对不同形态的氧化锆加热的效果出现差异性。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题及不足，本发明提供一种提高微波加热效率的方法，将3个及以上的小球设置在微波谐振器腔体内，进行微波加热的时候被加热物与小球接触，小球为吸波效率高的材料制得，吸波效率高的材料快速升温辅助吸波性能较差的被加热物料进行加热，达到热传递的效果，有效的解决微波加热不均匀的难题。

所述吸波效率高的材料为氧化锆、石墨或碳化硅。

所述微波谐振器腔体内为圆柱形腔体。

所述3个以上的小球中有一个小球位于微波谐振器腔体的中轴线上，以该小球为圆心，以微波谐振器腔体横截面的1/4-1/3为半径画圆，其他小球分布在圆周上。

所述小球放置在托盘上，托盘通过可伸缩支架设置在微波谐振器腔体底部，被加热物料放置于托盘上与小球接触。

本发明采用了矩阵阵列分布，将不规则矩阵与完整矩阵分别通过实验和COMSOLMultiphysics拟合，确定微波加热升温速度。

本发明的有益效果是：

1、设置阵列小球进行微波加热，达到提高微波加热反应效率和均匀性的目的。

2、小球进行阵列排布的方式进行微波加热，提高对该频率波段微波的吸收效果。