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干燥機(jī)的發(fā)展前景 我有新說(shuō)法
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一種利用熱能降低物料水分的機(jī)械設(shè)備,用于對(duì)物體進(jìn)行干燥操作。干燥機(jī)通過(guò)加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分)汽化逸出,以獲得規(guī)定濕含量的固體物料。干燥的目的是為了物料使用或進(jìn)一步加工的需要。

目錄

  微波技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)期間為了研制雷達(dá)而成熟起來(lái)的。當(dāng)大戰(zhàn)將結(jié)束時(shí),美國(guó)調(diào)整雷達(dá)的工程師發(fā)現(xiàn)自己口袋里的巧克力經(jīng)常熔化了!立刻明白,這是電磁波對(duì)物質(zhì)的作用所引起的,是和大功率電纜中絕緣介質(zhì)損耗發(fā)熱是一回事。好奇心驅(qū)使他們用微波裝置作爆米花取得成功。這就是微波功率應(yīng)用設(shè)備的雛形。早在三十年代在調(diào)試大功率無(wú)線電發(fā)射機(jī)時(shí),常常發(fā)現(xiàn)蒼蠅或昆蟲干癟的死在空心螺線管中,這些 偶然發(fā)現(xiàn),明白的向人們啟示了微波和無(wú)線電波均可造成加熱、干燥現(xiàn)象。其實(shí),微波和無(wú)線電波均是電磁波,只是微波的頻率在300兆赫以上,而無(wú)線電波的頻率在300兆赫以下。當(dāng)然,發(fā)展無(wú)線電技術(shù)早期的工作技術(shù)重點(diǎn),是采用各種頻率的電磁波運(yùn)載信息或獲取信息,以構(gòu)造現(xiàn)代絢麗多彩的生活。初創(chuàng)階段不可能把昂貴的無(wú)線電和雷達(dá)設(shè)備用于加熱干燥。采用無(wú)線電波加熱作為工業(yè)應(yīng)用,早于微波加熱,稱為射頻加熱。隨著微波技術(shù)的發(fā)展,所產(chǎn)生的微波功率不斷提高,成本降低,就有可能將微波電磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量,作為科研、生產(chǎn)和醫(yī)療的手段。這種透入物質(zhì)內(nèi)部,即時(shí)轉(zhuǎn)化為分子熱能的方法,改變了傳統(tǒng)加熱由表及里的概念,創(chuàng)造了快速升溫的新技術(shù)。

  

  1.原理和微波功率應(yīng)用設(shè)備微波電磁波具有兩種傳送狀態(tài)。

  

  種,是由天線定向向空間傳播,和光線一樣,是直線傳播。

  

  第二種,是由人為設(shè)置的導(dǎo)行傳輸狀態(tài),也就是制約電磁波在空心管道中傳送,這種空心管道稱為波導(dǎo)管,一般是矩形或圓形,由銅或鋁等良導(dǎo)體制成。波導(dǎo)管采用的截面尺寸和所用微波的頻率有關(guān)。在空心波導(dǎo)管中傳播的微波電磁波,是將能量封閉起來(lái)傳送??梢赃h(yuǎn)距離傳送,能量損失極小。若在波導(dǎo)管中充以非金屬物質(zhì),造成傳輸功率的損耗,傳送的距離就有限。是由于產(chǎn)生了電磁場(chǎng)和物質(zhì)的相互作用,已將電磁波的部份能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量,其轉(zhuǎn)換比例是和電磁波的頻率與該物質(zhì)的損耗因子有關(guān)。從原理上說(shuō),可以把引入波導(dǎo)管中封閉傳送的電磁波能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量。溫度的升高是物質(zhì)分子增加能量的主要標(biāo)志。電磁波是以光的速度傳播的,電磁波透入物質(zhì)的速度也是和光的速度傳播速度相接近的;而將電磁波的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量的時(shí)間近似是即時(shí)的,在微波頻段轉(zhuǎn)換時(shí)間快于千萬(wàn)分之一秒。這就是微波可構(gòu)成內(nèi)外同時(shí)快速加熱的原理。傳統(tǒng)加熱固體物料,必須處在一個(gè)加熱的環(huán)境中,然后由表及里,逐漸傳導(dǎo)入固體的內(nèi)部,獲得熱平衡的條件,這就需要較長(zhǎng)的時(shí)間。加熱環(huán)境,一般不可能很嚴(yán)格的絕熱封閉,在很長(zhǎng)的加熱時(shí)間,就可能對(duì)環(huán)境散發(fā)了很多的熱量。而微波功率是全部牌封閉狀態(tài),以光速滲入物體內(nèi)部,即時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,就?jié)省了長(zhǎng)時(shí)間加熱過(guò)程中的熱散失,這就是微波加熱的節(jié)能原理。

  

  微波加熱和射頻加熱相比的特點(diǎn):   a. 場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿谋壤撸?    b. 容易將電磁波屏蔽起來(lái),不逸散實(shí)際的微波功率設(shè)備,一般由(1)微波功率源(2)應(yīng)用器(3)波導(dǎo)元件和應(yīng)用器饋能結(jié)構(gòu)(4)傳感和控制四個(gè)部份組成。

  

  產(chǎn)生微波功率的微波功率源,一般采用磁控管作振,在該管中,熱陰極發(fā)射電子,在強(qiáng)恒磁場(chǎng)作用下,電子作圓周運(yùn)動(dòng);磁控管內(nèi)部的諧振腔使電子減速,這樣就使電子的動(dòng)能,轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ǖ哪芰?,在諧振腔中積累,送入波導(dǎo)管中,再送入應(yīng)用器供使用。磁控管需要直流高壓供電,燈絲加熱供電及恒磁場(chǎng)線圈供電并需要相應(yīng)的保護(hù)和控制電路,組成微波功率源的整機(jī)。直流高壓或恒磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流,均可控制微波功率的輸出量。微波應(yīng)用器是擴(kuò)大了的波導(dǎo)管,采用它作為電磁波和物質(zhì)相互作用的場(chǎng)所。設(shè)計(jì)考慮是適應(yīng)加工物料的形態(tài)和處理要求,可分為行波型和諧振型。波導(dǎo)元件是微波功率源和應(yīng)用器之間的連結(jié)部件,是為了解決既讓磁控管獲得佳的負(fù)載工作條件,而又使應(yīng)用器能獲得有效的饋入效果,從微波技術(shù)的角度來(lái)考慮,是通過(guò)多種波導(dǎo)元件和饋能結(jié)構(gòu)來(lái)完成的,同時(shí)波導(dǎo)元件提供了入射功率量和溢出反射功率量的數(shù)據(jù)。傳感器的配置,是為了覺(jué)察場(chǎng)和物質(zhì)作用的程度,是否符合加工需要,如溫度傳感和濕度傳感等。設(shè)備可根據(jù)實(shí)時(shí)的傳感數(shù)據(jù)和微波功率源實(shí)時(shí)工作狀態(tài),對(duì)功率源的輸出及傳送速度等實(shí)施有效的控制。

  

  將微波功率應(yīng)用設(shè)備分為四部份,是非常必要的。一般而言,應(yīng)用設(shè)備均是單件生產(chǎn)或小批量的生產(chǎn),是必須按照特定的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的,是一種類似“量體裁衣”的過(guò)程。將微波功率應(yīng)用設(shè)備分為四部份,其中微波功率源和波導(dǎo)元件是微波工程設(shè)計(jì)、傳感和控制工程設(shè)計(jì)。這三部份具有較強(qiáng)的通用性,并不受應(yīng)用對(duì)象不同而變更。多年來(lái),我們強(qiáng)化了這三部份的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化工作,提高了這些部件的可靠性和穩(wěn)定性,為整機(jī)的可靠性提供了有力的基礎(chǔ),并縮短了研制整機(jī)的周期。微波應(yīng)用器設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的針對(duì)性,因不同的應(yīng)用對(duì)象的處理要求、不同的狀態(tài)、形狀、大小而異,是多學(xué)科會(huì)合的工程設(shè)計(jì),近年來(lái),我們采用微波應(yīng)用器系列設(shè)計(jì)的方法,不同的系采用特定的通用部件組裝,將新設(shè)計(jì)的部件降到極少,這樣,進(jìn)一步縮短了設(shè)備的研制周期,并保證了設(shè)備的可靠質(zhì)量。

  

  2. 我國(guó)微波功率應(yīng)用的現(xiàn)狀我國(guó)在七十年代的初期,就關(guān)注著國(guó)外微波功率應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。早在1972年底電子工業(yè)部在南京772廠(即三樂(lè)電氣總公司)召開的一次微波電子管技術(shù)研討會(huì)上,著重討論了微波電子管在新領(lǐng)域中的應(yīng)用可能發(fā)展,新領(lǐng)域即是微波加熱干燥的工業(yè)應(yīng)用、*、微波診斷及微波等離子體等領(lǐng)域。而開展新領(lǐng)域的研究工作的先導(dǎo),必須研制大功率連續(xù)波磁控管。當(dāng)年772廠即著手研制915MHz和450MHz的連續(xù)波磁控管,并在研制成功兩個(gè)頻段連續(xù)波磁控管的基礎(chǔ)上,又研制了我國(guó)*2450MHz微波*,及915MHz微波加熱設(shè)備。1974年春*微波加熱設(shè)備在北京展出,展示的微波快速加熱現(xiàn)象,吸引了工業(yè)界人士的普遍關(guān)注。1974年11月電子工業(yè)部在南京772廠召開了微波能應(yīng)用技術(shù)座談會(huì),會(huì)議介紹了國(guó)外微波功率在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療事業(yè)中的應(yīng)用,討論了在我國(guó)發(fā)展的前景。經(jīng)過(guò)二十多年的努力,我國(guó)已經(jīng)將微波功率應(yīng)用這個(gè)研究領(lǐng)域初步建立了基礎(chǔ),772廠研制的微波功率設(shè)備已在食品、木材和竹制品加工、制藥、紙品、釀酒、橡膠、化工等工業(yè)生產(chǎn)中站穩(wěn)了腳根,改善了生產(chǎn)條件,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,所研制的多種微波等離子設(shè)備、微波高溫設(shè)備和微波真空干燥設(shè)備已成為多種學(xué)科的重要科研手段。

  

  就全國(guó)的情況來(lái)說(shuō),我國(guó)微波功率應(yīng)用技術(shù)的推廣,二十多年來(lái)是一段十分艱辛的路程,目前取得了初步成績(jī),奠定了繼續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),這個(gè)基礎(chǔ)的主要標(biāo)志是:(1)微波加熱干燥、微波食品加工和微波殺菌、殺蟲已在多種工業(yè)中廣泛應(yīng)用(2)家用微波爐已形成規(guī)模生產(chǎn)的能力;(3)微波醫(yī)療儀的臨床應(yīng)用已取得了普遍的成功;(4)目前多個(gè)領(lǐng)域前沿課題,采用微波功率這個(gè)有力工具,已取得了許多可喜進(jìn)展,拓展新領(lǐng)域研究陣地,已跟上了世界的步伐。

  

  3.微波功率應(yīng)用正在走向高科技領(lǐng)域從世界各國(guó)研究動(dòng)向來(lái)看,微波功率應(yīng)用正處在向新領(lǐng)域發(fā)展的時(shí)期,即研究的重點(diǎn)已從傳統(tǒng)的加熱干燥、食品加工轉(zhuǎn)向多個(gè)*領(lǐng)域,作為研究工作的一種嶄新工具。

  

  主要的領(lǐng)域有:微波催化化學(xué)反應(yīng)、新材料微波加工處理、微波氣體放電的多種應(yīng)用的研究等。微波化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究,幾乎遍及化學(xué)、化工所有領(lǐng)域,大量的文選報(bào)告顯示了微波電磁場(chǎng)可以加速化學(xué)反應(yīng),可將反應(yīng)時(shí)間縮短到原需時(shí)間的十分之一到千分之一,給化學(xué)工業(yè)引入了誘人的前景。微波高溫技術(shù)可以燒結(jié)精細(xì)陶瓷,可焊接陶瓷,并可加工和處理材料,如高分子材料的熱定型,非金屬材料熱處理,微波方法優(yōu)于常規(guī)方法。微波氣體放電,即以微波電磁場(chǎng)形成低溫等離子體,是微波功率應(yīng)用研究的一個(gè)主要方面。微波等離子體化學(xué)氣相沉積制膜(MPCVD)和等離子體刻蝕,是微電子加工的主要工藝手段,金剛石薄膜的制備和光纖的制備也采用MPCVD方法,超細(xì)粉末的制取,微波等離子體方法,具有多種優(yōu)點(diǎn)。微波等離子體中,多種粒子的活性強(qiáng)于射頻等離子體,用于化學(xué)反應(yīng)及材料處理具有更有利的條件。此外,由微波無(wú)電極放電構(gòu)成強(qiáng)照明光源(如硫燈),微波臭氣發(fā)生器等,有可能逐步走向產(chǎn)業(yè)化。

  

  據(jù)初步的文選調(diào)研,我國(guó)正在進(jìn)行的微波功率新領(lǐng)域研究工作的熱點(diǎn),可以列舉如下:(1)微波選礦(微波輔助熱解)的研究,有色金屬的硫化物轉(zhuǎn)化為氧化物,鎳的碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化鎳,金礦砂的脫硫和放射性同位素的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化物等已取得了實(shí)驗(yàn)室成果。(2)微波輔助有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng),提高化學(xué)反應(yīng)速率做了大量的實(shí)驗(yàn)室工作。(3)微波輔助萃取技術(shù)的研究。微波電場(chǎng)能加快溶解速率,改善溶解度,已在多種實(shí)驗(yàn)室取得了顯著成效。用微波輔助萃取方法,科學(xué)規(guī)范生產(chǎn),將是必然趨勢(shì)。(4)以天然氣代石油制取乙烯等化工原料,采用微波輔助催化化學(xué)反應(yīng)和微波等離子體技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已取得了較好的收率。(5)活性碳和柴油過(guò)濾器的微波再生方法,已得到了良好的實(shí)驗(yàn)效果。(6)我國(guó)早在八十年代初期就開始研制多種微波等離子設(shè)備,如MPCVD設(shè)備,等離子刻蝕設(shè)備,激光的微波泵源的研制工作。近年來(lái)又開始研制微波無(wú)線電極放電硫燈強(qiáng)光源,微波氣體放電構(gòu)成臭氧發(fā)生器(在臭氧的環(huán)境下,延長(zhǎng)糧食的保質(zhì)期,是一種有效方法)。(7)微波高溫技術(shù),用于燒結(jié)陶瓷和焊接陶瓷,我國(guó)已經(jīng)取得了許多實(shí)驗(yàn)成果。國(guó)外的趨勢(shì)是常規(guī)加溫技術(shù)并結(jié)合微波高溫方法,以改進(jìn)陶瓷工業(yè)的生產(chǎn),已有小規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備。我國(guó)也具有這方面的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),應(yīng)早日啟動(dòng)該項(xiàng)工作。(8)從八十年代初就已經(jīng)立項(xiàng)從事煤和石油的微波脫硫的研究工作,目的希望早日形成燃燒過(guò)程中清潔排放。對(duì)固、液、氣三態(tài)的廢物處理,也結(jié)合微波方法,進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。從這些課題的內(nèi)容可以看到,對(duì)新領(lǐng)域的研究工作,我國(guó)和國(guó)外的差距并不太大。目前應(yīng)切實(shí)解決許多實(shí)際難題,以加強(qiáng)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的力度,才能對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的改善見實(shí)效。

  

  4.加強(qiáng)微波應(yīng)用基礎(chǔ)研究是進(jìn)一步發(fā)展的基本條件如上所述,我國(guó)對(duì)微波功率應(yīng)用對(duì)新領(lǐng)域開拓性的實(shí)驗(yàn)研究工作涉及的面很廣,積累了很多經(jīng)驗(yàn),取得了許多開創(chuàng)性的研究成果,這是令人鼓舞的。但是,把這些實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力,使產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程趕上世界前進(jìn)的步伐,還不容樂(lè)觀。從微波工程的角度來(lái)看,我國(guó)用于新領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)研究的設(shè)備,尚屬較原始的狀態(tài),而且處理量一般較小,擴(kuò)大到產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模,還有許多具體難點(diǎn)需要解決,走向產(chǎn)業(yè)化還有一段艱苦奮斗的路程。從國(guó)外新領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究表明:需要對(duì)微波功率應(yīng)用設(shè)備有更高的要求。停留在原有水平的設(shè)備,難于適應(yīng)新領(lǐng)域研究的需要。首先,對(duì)微波功率源就有較高的要求,要求工作高可靠,輸出的微波功率具有高穩(wěn)定度和重調(diào)度,低波紋因素,并具有調(diào)制功能,以適應(yīng)改變條件,取得較佳的實(shí)驗(yàn)效果,并具有可靠的重復(fù)性。第二,設(shè)備遠(yuǎn)實(shí)時(shí)傳感,監(jiān)示和高速是需要的。傳感設(shè)置,是目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié),需要完善這些功能。為了確保監(jiān)示的性,及調(diào)整的可靠性,需要著手改進(jìn)目前大功率波導(dǎo)元件的性能,及研制應(yīng)用器的多種適應(yīng)性強(qiáng)的饋入結(jié)構(gòu)。

  

  由此可見,為適應(yīng)新領(lǐng)域應(yīng)用研究的需要,微波功率源、波導(dǎo)元件及傳感和控制這三部份通用性強(qiáng)的基礎(chǔ)部件,還有大量的改進(jìn)工作要做,使這些基礎(chǔ)部件的技術(shù)指標(biāo),*的水平。目前已成功運(yùn)用的微波功率生產(chǎn)設(shè)備,還需要改進(jìn)和提高。這些通用基礎(chǔ)部件質(zhì)量的提高,將為改進(jìn)目前的應(yīng)用設(shè)備,提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。就可能使目前的微波功率應(yīng)用設(shè)備更規(guī)范化,使工作更穩(wěn)定可靠,加熱更均勻,并配以可靠的傳感功能,可使設(shè)備的工作狀態(tài)得到實(shí)時(shí)監(jiān)示,使電磁場(chǎng)和物質(zhì)相互作用的狀態(tài)具有可覺(jué)察性,具有配置閉環(huán)自控的基本條件,設(shè)備日趨完善,這樣就可縮小和*同類產(chǎn)品的差距,使目前國(guó)內(nèi)以進(jìn)口設(shè)備為主的橡膠微波硫化設(shè)備和印刷干燥設(shè)備,全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。一旦我們的應(yīng)用設(shè)備的質(zhì)量躍上一個(gè)臺(tái)階,就有可能將微波功率應(yīng)用于加熱的領(lǐng)域不斷拓寬。如化工材料、玻纖的干燥、陶瓷坯體的干燥和定型、紡織、印染、印刷工業(yè)的應(yīng)用,大型冷凍肉食品解凍的應(yīng)用,*可以采用微波功率設(shè)備,改善生產(chǎn)條件并縮短生產(chǎn)時(shí)間?,F(xiàn)有微波功率應(yīng)用設(shè)備的改進(jìn)和提高,并可靠的運(yùn)用,無(wú)疑將為新領(lǐng)域應(yīng)用設(shè)備提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)部件。

  

  5.多學(xué)科會(huì)合攻關(guān)使研究工作早日轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化微波功率應(yīng)用是多學(xué)科交叉的課題,就新領(lǐng)域的研究而言,多學(xué)科的充分滲透猶為重要。二十多年的經(jīng)驗(yàn)表明,應(yīng)用學(xué)科的許多研究工作若不清楚微波原理的基本框架、主要原則和現(xiàn)狀,所立的研究課題往往會(huì)多次反復(fù),長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)室中徘徊,研究工作進(jìn)展的速度不快,而不清楚應(yīng)用學(xué)科具體課題的基本要求,處理的主要環(huán)節(jié),所作的微波應(yīng)用器的工程設(shè)計(jì),將會(huì)造成使用不當(dāng),造成大量浪費(fèi)。這些雖然都是過(guò)去的歷史,但是這些應(yīng)該吸取的經(jīng)驗(yàn),必須給予高度的重視,對(duì)于開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,更具重要意義。微波應(yīng)用的研究課題,必然存在著多學(xué)科能夠從充分對(duì)話、滲透,然后找到多學(xué)科規(guī)律的會(huì)合點(diǎn)的過(guò)程。不能忽視多學(xué)科從理論角度深入對(duì)話的必要性,因?yàn)槎鄬W(xué)科的理論規(guī)律,可以預(yù)示許多方向性的原則,就可以較可靠的給出應(yīng)用器設(shè)計(jì)的具體要求,及實(shí)驗(yàn)的實(shí)際運(yùn)作程序,避免多走彎路,節(jié)省時(shí)間。多學(xué)科的會(huì)合既應(yīng)包括研究工作策略、方案和設(shè)計(jì),又應(yīng)包括失敗和成功的經(jīng)驗(yàn)的討論和總結(jié),才能涵蓋研究工作的完整規(guī)律,而找到前進(jìn)的方向。預(yù)計(jì)將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,更要注意從多學(xué)科會(huì)合來(lái)考慮,一個(gè)科研項(xiàng)目的成果應(yīng)還要充分重視類似產(chǎn)業(yè)或現(xiàn)有同類規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),作出向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的方案。微波技術(shù)并不能替代原有生產(chǎn)流程的一切規(guī)律,微波技術(shù)可以找到原有生產(chǎn)流程的薄弱環(huán)節(jié),在這個(gè)環(huán)節(jié)上補(bǔ)充、加強(qiáng)或代替,而使原有的流程得到一個(gè)很大跨度的改進(jìn)。如微波橡膠硫化設(shè)備的研制就是一個(gè)明顯的例子。硫化溫度和硫化時(shí)間對(duì)一定的產(chǎn)品均有一個(gè)確定的佳區(qū)間,常規(guī)方法是升溫時(shí)間和硫化時(shí)間的矛盾,對(duì)大體積的產(chǎn)品而言,由表及里的常規(guī)加熱,欲使內(nèi)部達(dá)到預(yù)定的硫化溫度,需要很長(zhǎng)的時(shí)間,表層橡膠已超過(guò)了硫化時(shí)間,達(dá)到了過(guò)硫化狀態(tài),而內(nèi)部尚處于硫化處理不足。傳統(tǒng)方法對(duì)整個(gè)產(chǎn)品難于達(dá)到均勻一致的硫化處理。微波橡膠硫化設(shè)備的設(shè)計(jì)、微波加熱僅用于迅速升溫到預(yù)定的硫化溫度一段區(qū)間,而已到達(dá)硫化溫度后,立即由傳統(tǒng)的加熱方法作保溫處理,如此安排,微波橡膠硫化設(shè)備,既加快了生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)約了能源,又得到均勻硫化處理的效果,改善了產(chǎn)品質(zhì)量。再如微波高溫?zé)Y(jié)陶瓷的研究工作表明,微波高溫方法升溫快,可縮短生產(chǎn)時(shí)間,改善陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量。但是實(shí)驗(yàn)研究燒結(jié)過(guò)程燒成率低,難于掌握迅速升溫的各個(gè)環(huán)節(jié)。冷靜的思考,改進(jìn)陶瓷燒結(jié)的工藝,還應(yīng)該是常規(guī)加熱和微波加熱相結(jié)合的方法,初始升溫不必采用微波方法,待到達(dá)500°C以上,(陶瓷坯體吸收微波能量的系數(shù)受溫度升高而提高),此時(shí),用微波方法即可將坯體內(nèi)外一致達(dá)到燒結(jié)溫度,而保溫、降溫仍然采用常規(guī)方法。這個(gè)想法和看到的報(bào)導(dǎo)不謀而合,國(guó)外已在這個(gè)思路的前提下,研制小型微波燒結(jié)和傳統(tǒng)燒結(jié)相結(jié)合的傳送式窯爐,得到了很好的燒結(jié)效果。利用微波功率所進(jìn)行的多項(xiàng)科學(xué)研究,實(shí)際上是在尋求相關(guān)多學(xué)科規(guī)律會(huì)合點(diǎn)上下功夫。微波功率工程方面的技術(shù)工作,正在積累經(jīng)驗(yàn),逐漸探索和相關(guān)應(yīng)用學(xué)科相配合,在不同領(lǐng)域共同找到攻克研究工作難點(diǎn)的方法,使各項(xiàng)高科技研究早日向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。

  

  6.微波與傳統(tǒng)加熱干燥技術(shù)相結(jié)合目前,大型微波功率應(yīng)用設(shè)備主要在加熱干燥和食品加的生產(chǎn)中運(yùn)用。但從目前需求的情況來(lái)看,微波功率應(yīng)用設(shè)備尚未能滿足多個(gè)領(lǐng)域需求。由于家用微波爐的普及,許多企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)的意圖已在家用微波爐中做成了可行性試驗(yàn),或者已經(jīng)看到了改進(jìn)的預(yù)兆,需要進(jìn)一步促成,但是目前已有的微波功率設(shè)備又不可能*適應(yīng)這些要求,也就是說(shuō),就微波加熱干燥而言,微波功率工程仍然還有大量的開拓性工作可做。這些領(lǐng)域大致是非金屬材料的高溫處理、高分子熱定型、化工材料的絕度干燥、脫結(jié)晶水、玻璃纖維的干燥、各種生物化學(xué)材料、食品的低溫干燥、真空脫水干燥。有些領(lǐng)域的加熱和干燥,傳統(tǒng)方法已進(jìn)行大量的研究工作。例如干燥方法,著眼于在不同狀態(tài)有效地將水分疏導(dǎo)排出、噴霧干燥、硫化床干燥、振動(dòng)硫化床干燥、騰干燥、真空干燥都是應(yīng)物料的不同狀態(tài)和熱風(fēng)刻分相接觸而排出水分。如果適當(dāng)?shù)囊胛⒉芰浚?可能將干燥過(guò)程加快,并改善干燥質(zhì)量。這些領(lǐng)域微波方法宜與傳統(tǒng)方法相結(jié)合,補(bǔ)充向物料提供熱量不足的弱點(diǎn),可采用微波加熱。疏導(dǎo)排出水分的方法,還應(yīng)采用傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn),這就需要對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改革,以兼容饋入微波功率及防止微波泄漏的措施。許多材料的絕干處理,及非金屬材料的熱處理方面的應(yīng)用,目前大型微波功率設(shè)備密度還不夠高,設(shè)計(jì)高場(chǎng)強(qiáng)密度的設(shè)備,有望而卻步微波功率設(shè)備可以改善對(duì)非金屬材料的熱處理方法,從理論上估計(jì),對(duì)化工材料的絕干處理會(huì)取得良好的效果。

  

  統(tǒng)一電磁場(chǎng)功率工程方法,為改善生產(chǎn)條件,為前沿研究工作的進(jìn)展作出努力從許多報(bào)導(dǎo)文獻(xiàn)來(lái)看,國(guó)外射頻加熱設(shè)備其設(shè)計(jì)方法擬逐步和微波功率相接近,即發(fā)展所謂50Ω射頻工業(yè)加熱技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)射頻設(shè)備應(yīng)由如下四部份組成:(1)具有50Ω輸出阻抗的射頻振蕩器;(2)連結(jié)射頻振蕩器和匹配盒的50Ω同軸線;(3)具有控制和鑒別器discrimmatic的匹配盒;(4)應(yīng)用器。也就是說(shuō),射頻功率設(shè)備發(fā)展方向不再是統(tǒng)一體的設(shè)備,也可以用通用件組裝設(shè)備,而且將振蕩源和應(yīng)用器可以按需要拉開距離(目前的f工業(yè)設(shè)備根本無(wú)法達(dá)到這種要求)。這樣的工作方法,實(shí)際是和微波功率設(shè)備的研制的方法是一致的;即按標(biāo)準(zhǔn)件組裝設(shè)備的方法。同時(shí)射頻功率輸出擬改用晶振饋入放大器,以便于穩(wěn)定頻率與控制功率;此種方案和進(jìn)一步改進(jìn)微波功率源;應(yīng)用正交場(chǎng)放大器,由有源微波網(wǎng)絡(luò)組成振蕩電路稱為穩(wěn)頻管(Stabililotron)思路是一致的。穩(wěn)頻管的輸出功率在2450MHz是10—50KW和10—100KW。典型的Rf使用頻率是13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz目前有提高使用頻率的趨勢(shì),所試制的Klystron采用267MHz作為高功率工業(yè)應(yīng)用,而微波功率應(yīng)用的頻率目前是2450MHz,915MHz,目前在發(fā)展434MHz的趨勢(shì)。上從設(shè)備設(shè)計(jì)方法來(lái)看,射頻設(shè)備和微波設(shè)備正在逐步接近,而微波使用頻率在向下擴(kuò)展,射頻使用頻率在向上升。即二者上下延展,進(jìn)一步連結(jié)成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)功率設(shè)備,實(shí)際上微波功率設(shè)備和射頻功率設(shè)備是電磁場(chǎng)功率設(shè)備的二葉,應(yīng)該用電磁場(chǎng)功率應(yīng)用統(tǒng)一的角度來(lái)處理方案,射頻和微波各有特長(zhǎng),各有短處,應(yīng)該用其所長(zhǎng),避其所短,使人國(guó)的電磁場(chǎng)功率設(shè)備做得更合理,更貼近實(shí)用。微波與射頻電磁場(chǎng)功率工程工作領(lǐng)域主要是加熱干燥、材料處理和氣體放電,應(yīng)用面非常廣,非常貼近生產(chǎn)實(shí)際,既是對(duì)傳統(tǒng)的加熱干燥方法的改進(jìn),又是當(dāng)前許多重要研究方法的重要工具。當(dāng)前應(yīng)該是在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上作一些總體規(guī)劃。哪些行業(yè)加熱干燥存在著薄弱環(huán)節(jié),電磁場(chǎng)功率設(shè)備應(yīng)以何種頻段采用哪些技術(shù)手段處理,這些環(huán)節(jié)較為合理。當(dāng)前采用射頻和微波方法的前沿研究工作,設(shè)備基礎(chǔ)的薄弱環(huán)節(jié)存在什么問(wèn)題,應(yīng)該逐步加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè),以有力地促進(jìn)前沿的研究工作。

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