Условия проведения лабораторных исследований СВЧ излучения на материалы

Измерение температуры при проведении экспериментов с СВЧ излучением осуществляется периодически во время выключения источника излучения или после окончания процесса. Отводящие трубки должны быть защищены медными трубками, длина которых должна составлять не менее длины волны для 2450 МГц — 12 см, а диаметр отводящей трубки равен половине длины волны — 6 см. Трубки должны иметь надежный контакт с корпусом печи для предотвращения утечки излучения в окружающую среду.

Корректность сравнения результатов двух способов нагрева для мультимодовой СВЧ системы можно отнести к ее достоинствам, так как она имеет максимальное приближение к условиям термического эксперимента. Такой способ имеет большую трудоемкость подготовки. Возникает необходимость исключения утечки излучения во внешнюю среду, затрудненный контроль температуры в ходе процесса, потенциальная пожароопасность, связанная с применением летучих органических растворителей.

СВЧ реакторы для химического синтеза

Все недостатки применения бытового оборудования в научных целях послужили толчком к созданию СВЧ микроволновых систем, удобных и безопасных для проведения реакций органического синтеза. Например, первые СВЧ микроволновые установки для химического синтеза были созданы в 1988 году – СВЧ микроволновый реактор не- прерывного действия и – СВЧ микроволновый реактор периодического действия.

Системы были оборудованы средствами измерения температуры и давления, клапанами регулировки давления и микропроцессорным устройством, с помощью которого задавались технологические параметры. Регулировались скорость подачи реагентов, температура нагрева и охлаждения. Интерфейс оператора позволял изменять параметры в ходе процесса.

Преимущество СВЧ нагрева перед традиционными способами

Преимущество микроволнового СВЧ нагрева перед традиционными способами состоит еще и в том, что исключается влияние окружающей среды, оборудования. Большинство реакционных сосудов для проведения СВЧ микроволновых реакций под давлением изготавливается с использованием теплоизоляционных материалов. Такой подход требует длительного охлаждения после окончания реакции.

Один из вариантов решения этой проблемы заключается в помещение теплообменника непосредственно на выходе из зоны СВЧ излучения, когда реакционная смесь может охлаждаться, находясь под давлением, чтобы предотвратить потерю летучих и разложение термолабильных соединений.

Природа нетермического микроволнового СВЧ эффекта

Предположение о наличие так называемого нетермического микроволнового эффекта могло быть подтверждено или опровергнуто проведением тщательных кинетических исследований и расчетами кинетических параметров при проведении реакций в условиях микроволнового и термического нагрева.

Однако предпринятые рядом инженеров попытки проведения таких исследований привели к противоречивым результатам. Противоречивость была связана с несовершенством лабораторных СВЧ микроволновых систем на основе бытовых печей. Повлияла также и и сложность измерения температуры в условиях СВЧ микроволнового нагрева. В результате этих противоречий вопрос наличия нетермического микроволнового эффекта до сих пор остается спорным.

Эффективность поглощения микроволн СВЧ излучения

СВЧ нагрев связан с эффективным поглощением микроволн полярными реагентами, растворителем и катализатором. Скорость химической реакции увеличивается, так как при традиционном нагреве она ограничивается низкой теплопроводностью. Отмечается перегрев растворителей выше точки кипения, что также связано с высокой скоростью нагрева. В этом случае конвекция тепла к поверхности жидкости и испарение оказываются неэффективны, чтобы рассеять избыток энергии.

В гетерогенных системах повышение скорости твердофазной реакции в условиях микроволнового СВЧ нагрева может произойти в результате локального перегрева твердого катализатора. Перемещение полярных или ионных групп под действием микроволнового СВЧ излучения может привести к увеличению числа желательных столкновений их с активными центрами катализатора.

Измерение температуры твердых веществ под действием излучения СВЧ микроволн затруднительно. Инфракрасным термометром можно зафиксировать температурное распределение на поверхности материала без контакта с ним.

Влияние СВЧ излучения на окружающую среду

Развитие исследований влияния СВЧ микроволнового излучения на организм человека и окружающую среду привели к рассмотрению проблем воздействия СВЧ микроволнового излучения на организм человека и окружающую среду.

Бурное развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и управления, глобальная цифровизация, широкое распространение электробытовых приборов, а также развитие ряда технологических процессов с использованием различных видов электромагнитных излучений привело к формированию нового фактора загрязнения окружающей среды – электромагнитного.

В связи с этим стали координировать рекомендации по проблеме биологического действия электромагнитного и СВЧ поля и защите от его воздействия. Были реализованы национальные проекты по исследованию биологического действия электромагнитного и СВЧ поля и обеспечение безопасности человека и экосистем в условиях электромагнитного загрязнения окружающей среды.

Эти исследования положили начало изучению нетеплового СВЧ воздействия микроволн на организм человека и животных, всесторонние исследования воздействия микроволн на людей, обслуживающих микроволновые установки. В результате этих исследований были установлены санитарные нормы, в которых определены пороговые значения плотности потока мощности излучения для промышленных нагревательных установок с источником СВЧ-излучения и бытовых микроволновых печей.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании