顆粒狀材料的介電特征-微波加熱巖石技術
影響微波加熱效率的主要因素
在一定的頻率和電場強度下,材料的微波加熱效率主要與其介
電常數、介電損耗以及材料自身的一些物理性質有關。
(1)含水飽和度
含水飽和度對材料的介電常數和介電損耗有很大影響。水的介
電常數為80左右,是一般材料的約40倍。含水飽和度越高,材料的
介電常數就成比例地增加。水的弛豫頻率約為20×103MHz,而這正
是介電損耗較大時的頻率。但是水因其與別的低損耗介質混合,所
產生的“較大損耗”頻率常比20×103MHz低得多。當不同的介質混
合成一種介質混合物時,會發生很復雜的現象。對于混合物,其介
電常數和介電損耗的變化具有以下規律:①含水飽和度越高,介電
常數也越大;②當濕度較低時,濕度越大,介電損耗也越大,但在
20%tv30%范圍內穩定在一個數值上,此后濕度增加則又會減少;
③混合物的介電常數常處于它的各成分的介電常數之間。
(2)密度
材料的介電常數通常隨密度的增加而增加,常近似于線性關系
。空氣的介電常數是1,就實用的微波加熱所采用的頻率,微波完
全能透過空氣。
(3)溫度
溫度和介電常數的相互依賴關系是復雜的。材料的介電損耗可
能隨溫度的變化增加或減少。在一定頻率下,介質的溫度特性主要
取決于濕度或取決于混合物里的任何損耗成分的含量。在微波加熱
中,含水飽和度和溫度是兩個變量。然而,許多含有水分的混合物
的介電常數和介質損耗的減少顯得很緩慢。
(4)物理結構
顆粒狀材料的介電特性通常難以精確地確定,因為它的密度和
顆粒大小是變化的。因此,在微波加熱巖石時,可出現巖石內部顆
粒的非均勻加熱。