Temel Hesaplamalar

Temel Hesaplamalar

Bir Hacimde Isı Üretmek İçin Temel Unsurlar

Bir hacimde ısı üretmek için temel unsurlar, mikrodalga alanın elektrik alan kuvveti, frekans ve mikrodalga güç dağılımı ile temsil edilen malzemenin dielektrik özellikleridir.

Bir Hacimde Isı Üretmek İçin Temel Unsurlar

Dünyadaki neredeyse her sanayi dalı mikrodalga teknolojisinden etkilenmiştir. Endüstriyel mikrodalga ısıtma, geleneksel ısıtmaya uygulanabilir bir alternatif olarak kendini güçlü bir şekilde kanıtlamakta veya tamamen yeni işleme verimliliği ve kalitesi elde etmek için kullanılmaktadır.

Ana Ürünler:

Gıdalar, hayvan yemleri, kimyasallar, seramikler, kauçuk, polimerler, kompozitler, ilaçlar, ahşap, kontrplak, tekstil, deri, kağıt, yapı malzemeleri, silikatlar, cam, balmumu ve yağlayıcılar sadece birkaç örnektir.

Uygulanan Süreçler

vulkanizasyon, sinterleme, ön ısıtma, sertleştirme, eritme ve dehidrasyon.

P´´´ = W/m3 olarak ölçülen hacimsel enerji yoğunluğu
f = Hertz cinsinden ölçülen çalışma frekansı
εo = boş alanın geçirgenliği = 8,85 x 10 -12 AS/VM
ε r´´= dielektrik kayıp faktörü = karmaşık geçirgenliğin hayali kısmı
Ε = V/m cinsinden ölçülen elektrik alan kuvveti (etkin değer)

Kayıp faktörü hem frekansa hem de sıcaklığa bağlıdır.

Kural olarak şöyle denilebilir: Bir maddenin kayıp faktörü ne kadar yüksekse, o madde mikrodalga alanında o kadar iyi ısıtılabilir. Su ve tüm sulu maddeler yüksek bir kayıp faktörüne sahiptir ve bu nedenle yüksek frekanslı enerjiyi ve mikrodalga enerjiyi son derece iyi emer. Mikrodalga radyasyona karşı absorpsiyon davranışlarına bağlı olarak, malzemeler üç gruba ayrılabilir:

• emiciler, örn. su (25° Santigratta εr” =12), sulu maddeler (neredeyse tüm gıda maddeleri), çeşitli plastik türleri
• şeffaf, örn. porselen kuvars cam ( εr’’ = 0.0023), Teflon
• reflektörler, örn. metal, grafit

Örneğin, donmuş bir malzemenin çözülmesinde, çözülmüş kısımlar mikrodalgaları donmuş bölgelere göre daha yoğun bir şekilde emer.Aşağıdaki örnek, pratik çalışmalarda genellikle karşılaşılan güç yoğunluğu değerlerini belirtmek için tipik giriş değerleri ile denklemin (1) kullanımını göstermektedir. Su ile doldurulmuş bir şişe (sıcaklık 50 °Celsius, εr” =5.1) bir ısı odasına yerleştirilir ve ortalama 2 kV/m alan kuvvetine maruz bırakılır. Burada, su içinde dağılan güç yoğunluğu 2450 MHz’de yaklaşık 2800 kW/m3 = 2,8 W/cm3 olacaktır.
Bu nedenle, suyun ısınması aşağıdakilere göre gerçekleşir:

Sayısal prosedürler yardımıyla alan gücü dağılımı. Bununla birlikte, elektromanyetik dalgalar malzemeye nüfuz ettiğinde kırılma ve kırınım olayları meydana geldiğinden, bu girişimin oldukça zor olduğu kanıtlanmıştır. Geometrik şekline bağlı olarak, köşelerde ve kenarlarda ve özellikle iç hacimlerde (lens parlamaları) güç yoğunlaşmaları meydana gelebilir. Bu parametreler arasındaki karşılıklı ilişkilerin karmaşıklığından dolayı, alan şiddeti dağılımının hesaplanması yalnızca basit ve ideal düzenlemeler için mümkündür. Bu nedenle, bir mikrodalga ısıtma tesisi için bir ısı odasının tasarımı hala büyük ölçüde deneyime ve deneme çalışmalarına bağlıdır.