687 高频干燥装置

原理

高频干燥通常采用频率约1~100MHz的电磁波(常用波段如13.56 MHz27.12 MHz40.68MHz等),高频干燥的原理与微波干燥相似(请参见685686篇),也可以对物料内外同时加热,但加热形式可能以离子传导为主。

构成

高频干燥装置通常由电源、高频振荡器、工作电容器(即干燥器,物料布置在工作电容内,其谐振频率应与振荡回路频率相匹配)、安全保护装置、测控装置等构成,基本示意图如下。

高频振荡器:由电子管、电容器、电感线圈等组成,是一个具有足够深度的正负反馈放大器,把电能转化为高频电磁能;高频振荡器的基本要素为:把信号放大的电子管、选频网络、足够的正反馈等。

工作电容器:用于布置物料并提供高频电场,其形状应尽量围绕物料,得到适宜的谐振频率和电场分布;常见形状如平板式电容器、同轴圆筒式电容器、梳状电容器、圆环电容器等。

电源。通常采用可控硅整流,并对电子管进行电阻降压启动,防止冷态电阻较小造成的电流冲击损坏电子管(启动电流应小于额定电流的1.5倍)。

泄漏防护。可采用铝、钢等金属网或板制成箱体把可能泄漏高频电磁能的高频振荡器、工作电容器等单元密闭处理,并进行良好接地。

参数

电场强度。部分物料的击穿电场强度(实际应用电场强度应小于击穿电场强度的50%)如下表。

频率。当物料介电常数和损耗因子随频率变化时,应采用介电常数和损耗因子较大时的频率;当需要对多种物料或物料中多种成分选择性加热时,应选择重点加热物料或成分介电常数和损耗因子较大时的频率;当工作电容尺寸不能满足较佳频率要求时,可考虑多点馈电或加补偿元件等措施。

功率。高频干燥装置的电源功率约为:

Pg=Qm/cg

式中,Pg为电源功率,WQm为物料加热所需能量,Wcg为能量转换及传输系数,无因次(约0.5~0.8)。

部分高频干燥装置的技术参数如下。

选用

物料特性。当物料尺寸较大(如木材干燥等),需要电磁波穿透深度也较大时,可考虑高频干燥;当物料较松散(相对损耗因子小于0.05),或物料截面形状不规则时,可考虑微波干燥(多模微波谐振腔可对异形截面物料加热更均匀)。

调节特性。当物料负载或介电常数变化较大时,高频干燥易于对部分电极调谐或改变电极功率。

材料适应性。当干燥装置中需要采用金属构件时,可考虑高频干燥。

场强与功率密度。相同功率输出时,高频需要的场强远大于微波。以加在物料上的最大允许场强100kV/m、物料的相对损耗因子0.1为例,13.5MHz高频干燥的最大许用功率密度约为752450MHz微波的最大许用功率密度约为136000。因此当物料所需加热功率密度较大时,可考虑微波干燥,易防止起弧或燃烧等问题。

投资。相同加热功率时,高频干燥装置的投资可能低于微波干燥装置。

组合干燥:实际应用中,高频干燥或微波干燥通常可与热风干燥、真空干燥等构成综合性能较优的组合干燥装置。

主要参考文献:《现代干燥技术》专著。

(0)

相关推荐