一种新型的微波干衣机.doc

一种新型的微波干衣机华南师范大学附属中学 李绍巍 17岁 高二辅导教师：李 强 梁碧慈摘要 本研究在简要分析微波加热机理、干噪能量利用工艺的基础上，搭建了一套微波干衣系统，受；制作了一台样机；试验测试了微波干燥速度与干燥温度、气流速度、辐射空间距离诸参数间的相互制约关手：初步试验考证了系统的可靠性和实甲性，为实现利周微波经济、快速干燥衣物，大幅度节约干噪能量消砭浸高干燥效率提供了一些基础数据和新的装置设计理念。关键词：微波 干燥 干衣技术一、微波干燥的原理及技术优势微波是指频率在300MHz300GHz高频率的电磁波，干燥加热常用的频率主要是915MHz和2450MHz微波具有穿透特性，以辐射方式向外界传送能量，极性分子受到微波辐射后，原有的热运动和相邻分子之夏相互作用的平衡态被打破，分子随外电场面转动的规则运动受到干扰和阻碍，而产生摩擦效应，使得一甑能量转化为分子热运动的功能，从而呈现出物质的温度升高。由于水是典型的强极性分子，在微波频率茫内，偶极子转动的损耗囚子很大，微波场又是以每秒几亿次的高速周期地改变外加电场的方向，大量的；I能被潮湿衣物中的水分子吸收而转化为热能，产生显著的水分升温汽化效应。因而，采用微波干燥衣物与i统的热风干燥相比在以下几方面其有明显的技术忧势：1能量发生方式简单微波发生技术已比较成熟，成熟的技术产品较多且价格比较低廉。微波发生器的磁控管接受电能发生微波，产生微波功率，通过波导管发射到干燥室（谐振室），衣物内的水分在微波的辐射作用下被加1热汽化。2能量的提供方式合理目前，市场上的干衣机对于衣物在加热方式都属于外部加热，即从衣物的最外表面加热这种方汪法是先使衣物表而受热并且升温，然后通过热传导，使物体内部升温。因此，物体本身受热不均匀，很难得到完主干燥。干燥速度依赖于热风温度，而提高温度会使一部分衣物的纤维质量劣化，所以这种干燥受衣物的质地、厚度等因素的影响很大，其次，从操作工艺的角度看，此类干燥都是先把空气加热后送人干燥室，由热风提供衣物水分蒸发所必需的热量并接纳水分，然后再作为废气被排出干燥室。这一操作过程中热风的显热主要消耗在：水分蒸发时的汽化潜热（有用热）；机壁、物料和水分温度升高吸热损失；排气热损失 水分蒸发的运动的方向与热流的方向（温度梯度的负方向）相反，温度梯度形成的热动力对水分蒸发起的负作用。所以，爱环境温度制约因素大、去水效率低是此类干衣机最大的缺点，其核心的问题出在干燥能量的提供方式欠合理。而微波是以辐射的方式将能量直接加给了衣物内部的水分，水分转化的能量全部消耗于自身温度升高和汽化潜热，作为干燥能基本上都是有用热，并且温度梯度形成的热动力与水分迁移的方向相同，所以，与外部加热的干燥方式相比，微波烘干不仅避免了干燥介质升温造成的排气热损失，大幅度降低了干燥能量消耗、而且利用热动力大大提高了干燥速度，减少了排气热损失，提高了干燥效率。3，有利于能量回收 现有的干衣机按水分的排除方式可分为排气式、除湿式。前者是把衣物中蒸发出的水分直接排放到周围环境中，使用这种方式，大量的能量会随着水蒸汽被 带出机体，没有对水的汽化潜热进行三次利用。而后者则使用循环热风，把衣服蒸发出来的水蒸汽通过冷凝器结成水，放出汽化潜热，然后从机内排出，做到对能量的回收利用，比排气式更具有优势。而采用微波供热方式，蒸发水分的温度高于环境（空气）温度，可以非常方便地使蒸发出的水分凝结，利用其释放出的汽化潜热来加热干燥介质，获得满意的能量的回收效果。微波干衣能采用由衣物中的水分接受微波加热变为蒸汽，然后再通过蒸汽凝结放热这样的能量回收的操作工艺，可使干燥设备的体积大幅度减小。4微波干燥易于控制微波干燥热惯性极小，物料对微波强度的改变反应灵敏，很方便对干燥温度进行控制c可以直接通过改变磁控管功率，针对不同物料材质、干燥程度提供不同的热挡位。二、微波干衣的主要特点l微波干衣低温杀菌、无污染能在烘干衣物的过程中杀死多种病毒和细菌。生物细胞是由水，蛋白质，核酸，碳水化合物，脂肪和有机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。该介质在强微波场的作用下，温度升高。其空间结构发生变化或破坏，蛋白质变性，影响其溶解度、黏度、膨胀性、稳定性，从而失去生物活性。微波作用能改变生物性排列聚合状态及运动规律，而微波场感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，影响NA K 泵的功能，产生膜功能障碍，从而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。再则细胞中的核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）在微波场力作用下可导致氢键的松弛、断裂或重组D诱发基因突变或染色体畸变，从而影响其生物活性的改变。延缓或中断细胞的稳定遗传和增殖因此微波干衣可以快速有效杀死衣物中常见的霉菌、螨虫及其他有害细菌、病毒、寄生虫，而且不会对衣物造成污染，不存在辐射遗留物，也不产生废水、废气、废物。2，微波加热较为均匀微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热，其加热具有选择性。不同介质材料在微波电磁场作用卜的热效应不一样，引l微波对不同性质的物料有不同的作用。由极性分子所组成的物质，能较好地吸收微波能水分子是极强的极性物质，是吸收微波的最好介质，所以凡含水分的物质必定吸收微波。非极性分子组成的物质，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜、纤维以及常见的塑料制品和玻璃、陶瓷等，这些基本上包含了目前常见的衣物材料，因此衣物本身是不吸收微波的。但是潮湿的衣物中含有水分子，水分子可以有效的吸收微波升温从而蒸发使衣物变干，而且，含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位，可以使各部位的水分蒸发较为均匀。利用这一特点可以做到均匀加热均匀干燥。3微波干衣不损伤衣物利用微波加热还有利于对干燥过程介质湿度进行控制，微波加热的热惯性极小，可以避免介质因湿度过低，干燥速度过快而使衣物表层形成干结的现象。纤维本身对微波的吸收是非常有限的，在微波干衣的过程中，衣物实际吸收微波量不多，微波对衣物的损害也较小，不会因高温干燥而造成衣物发生变形。此外微波干衣采用悬挂式烘干式，不会因衣物缠绕而造成皱而影响穿着效果。4微波干衣节能高效在微波加热中，微波只能被加热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，在排出蒸汽的过程中不会损耗大量的热能。所以其热效率极高，可达60以上，比其他干衣技术可节能1030，生产环境也明显改善c此外，微波加热是使被加