连续式微波真空干燥设备的研究(1)(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:17

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2　主要部件设计
2.1　微波真空干燥室
微波真空干燥室采用圆柱形谐振腔, 圆柱形加热器的磁力线比较集中, 物料升温较快, 比较适合物料干燥膨化的快速升温要求, 同时圆柱形结构易满足压力容器的设计要求。由工作负载的最大允许温度、工作的真空度以及空气击穿场强与压力的相关关系, 确定最大安全工作电场强度, 利用下式可计算出工作负载的最大功率耗散密度^{[ 5 ]}。

干燥室内的单位微波功率应小于工作负载的最大功率耗散密度, 由此可计算出干燥室的最小体积,计算公式为

确定了干燥室的最小体积, 并考虑物料系数、功率密度及微波场均匀性等因素, 来确定干燥室的主要参数。在输入功率不变的情况下, 腔体尺寸越大,出现的模式越多, 不同模式的电场叠加, 使得总的叠加电场在整个腔体内比较均匀。干燥室的另一个重要参数是品质因数, 品质因数表示了谐振腔的质量,其值越高, 微波效率利用率越高^{[ 6 ]} , 计算公式为

2.2　微波系统
微波系统采用多馈口独立输入微波能到干燥室内, 以降低馈能耦合口的功率密度, 防止出现气体击穿、拉弧放电现象, 每个独立微波源包括微波功率源和微波传输系统。微波功率源主要电气线路见图2,其中关键元件是磁控管V E, 该系统采用连续波磁控管, 由具有高漏电感的专用微波变压器T 提供磁控管正常工作所需电压, 在该变压器初级绕组上加220V 交流电压后, 在次级低压绕组中产生用于磁控管阴极加热的灯丝电压, 与此同时, 在次级高压绕组中产生千伏级的高压交流电, 经高压电容C 与高压二极管VD 组成倍压整流回路后, 加到磁控管两极之间, 为磁控管阴极提供一个负高压。磁控管工作时,会散发大量热量, 应进行冷却控制, 为了使用方便,通常采用强迫风冷, 即将风扇安装在磁控管散热片附近, 用于冷却工作中的磁控管。

微波传输系统是通过标准波导将磁控管输出的微波功率以最低损耗传输到微波真空干燥室, 磁控管的输出天线插入标准波导宽边上的孔中, 保证其输出天线头上所附的金属丝网垫圈与波导孔的翻边凸缘均匀良好接触, 然后均匀拧紧固定螺钉, 即可使用^{[ 4 ]}。波导与干燥室连接处的法兰加了一块聚四氟乙烯板, 可以阻隔干燥过程中的水蒸气, 并在法兰的凹槽中放入了橡胶圈密封真空, 保证干燥室内的真空环境, 采用软性铁氧体环防止微波泄漏。

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