微波在消防部队中的应用

1、微波在消防部队中的应用一、微波的原理 微波与无线电波、电视信号、雷达通讯、红外线、可见光等都属于电 磁波，只是波长各不相同。微波是频率在 300 兆赫到 300 千兆赫的电 磁波（波长 1毫米-1 米），通常用于电视、广播、通讯技术中，而现代 应用中又将它扩展为一种新能源，即作为一种能量在工农业上进行加 热、干燥，在化学工业中进行催化促进化学反应，在科学研究中进行 激发等离子体等。家用微波炉就是微波能应用的一个典型例子，而目 前用于工业加热的微波频率分别为 915、2450 兆赫，使用中可根据加 热材料的形状、大小、含水量来选择。1. 加热原理 通常，介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁

2、场作用下，这 些极性分子从原来的随机分布状态转向按电场极性排列取向。在高频 电磁作用下，这些取向随交变电磁场的变化而变化，该过程致使分子 运动和相互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内 的热动能，使介质温度不断升高，这就是微波加热的基本原理。 微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热， 对于导电的金属材料， 电波不能透入内部而被反射，故金属材料不能吸收微波。由极性分子 所组成的物质能较好的吸收微波，水是吸收微波最好的介质，所以凡 含水的物质必定吸收微波。另一类由非极性分子组成，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、聚丙烯等塑料制品和 玻璃、陶瓷等，它们能透过但不

3、吸收微波，可作为微波加热用的容器 或支承物，或作为微波密封材料。2. 杀菌原理 细菌、成虫与任何生物细胞一样，是一种凝聚态介质。其中，水是生 物细胞的主要成分，含量为 75-85%，在一定强度微波的作用下，物料 中的虫类和菌体也会因分子极化、吸收微波能而升温。由于它们是凝 聚态物质，分子间的作用力加剧了微波能向热能的能态转化，从而使 其体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其 空间结构变化或破坏， 从而使蛋白质变性。 蛋白质变性后， 其溶解度、 粘度、膨胀性、渗透性、稳定性都会发生明显变化而失去生物活性。 另一方面， 微波能的非热效应起到了常规物理灭菌所没有的特殊作用， 也是

4、造成细菌死亡的原因之一。二、微波加热的特点1. 加热速度快 常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等，都是利用热传导的原理将热 量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部 加热。要使中心部位达到所需的温度需要一定的时间，导热性较差的 物体所需时间就更长。微波加热是使被加热物本身成为发热体，称之 为整体加热方式，不需要热传导过程，因此能在短时间内达到加热效 果。这一特点可使热传导较差的物质在短时间内得以加热干燥，能量 的利用率得到提高，还可使加热炉的尺寸比常规加热炉要小。2. 均匀加热 常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，这样容易产生外 层“结壳”而内层 “夹生”现象。但微

5、波加热时，物体各部位不论形状如何， 通常都能均匀渗透电磁波以产生热量，因此均匀性大大改善。3. 节能高效 微波对不同物质有不同的作用，含有极性的物质容易吸收微波能量而 发热，不含极性则很少吸收微波加热。微波加热时，被加热物料一般 都是放在用金属制造的加热室内， 加热室对电波来说是个封闭的空腔， 微波不能外泄，只能被加热物体吸收，所以热效率极高。工厂的环境 温度也不会因此而升高，劳动生产作业环境明显改善。4. 易于控制 与常规加热方法比较，微波加热时只对物体本身加热，炉体、炉腔内 空气几乎不加热，因此热惯性极小。因此，用计算机控制，特别适于 加热过程和加热工艺的规范化、自动化。5. 低温杀菌 对

6、食品、药品等加热干燥时，微波的热效应双重杀菌能在较低的温度 下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成分的加热杀菌 方法，所以微波加热可在食品工业广泛应用。6. 选择性加热 微波对不同介质特性的物料有不同的作用，这一点对干燥加工特性很 有利。因为水分子对微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微 波功率多于含水量较低的部位，这就是微波选择性加热的特点。在烘 干木材、纸张等产品时，利用该特点可做到均匀加热和干燥。7. 安全无害 在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存 在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准，是一种安全无 害的高新技术。三、微波在消防部队中的应用

7、 微波加热非常适用于天天与水打交道的消防部队，利用微波加热和杀 菌原理制作烘干杀菌室特别适用于北方寒冷地区的消防部队。 1.烘干战斗服 利用微波加热原理制造战斗服烘干室，非常适用于北方寒冷地区的消 防部队。北方地区天气寒冷（尤其是冬季） ，而且经常出农村火场，普 通的县队每天就得出 5-7 次，往往穿着湿漉漉的战斗服就得奔向另一个 火场，加之零下20-30C的天气，衣服上的水很快结冻，严重影响战斗 员的行动。利用微波原理制作烘干室，只需几分钟即可烘干战斗服， 可在消防车加水的同时完成。2.烘干水带 消防队每次出火场都要甩几盘水带打水，而且水带外侧在火场蹭上很 多脏物，回营还得刷洗，使得水带非常

8、湿漉。目前的做法是挂在训练 塔上晾干，但冬天和风大时非常不便，而且车上备用水带极其有限， 如果利用微波烘干可快速干燥水带中的水分，绝不影响出警。3. 烘干内衣、杀死细菌现在部队的晾衣方法是放到统一的晾衣室，而且晾衣时间集中，一般 都在周末。晾衣室空间小、 湿度大，尤其是冬天的棉线内衣要 3-5天才 能干爽。战士们每天训练都要出大量的汗水，战斗时在水中摸爬滚打 又难免沾染大量燃烧产物及细菌，如不每天更换容易患上皮肤病。利 用微波可快速烘干衣物、杀灭细菌，保证战斗员身体健康。4. 食堂餐具消毒与灭菌辽宁消防部队的食堂都已实现白钢系列化，每次吃完饭都是战士刷完 放在消毒柜里利用臭氧杀菌， 可一个个垒的严实， 中间还有大量积水， 等下一餐时餐盘还是湿漉漉的。冬天白钢的餐盘都凉手，菜打上一会 就凉了。利用微波不光可以烘干餐盘上的水分，加热餐盘，同起还起 到杀菌的效果。5. 医疗器材消毒与灭菌 每个消防中队都配有医疗箱，里面有很多抢救器材、药品，尤其特勤 中队的医疗器材更全。 每次使用完毕， 呼吸器、氧气袋、 镊子、剪子、 肢体固定气囊等最好进行消毒、灭菌。如果卫生队配备小型微波消毒 室，则效果和实用性更突出。四、结语目前，微波已广泛应用于各种物料、服装、毛皮、农副产品等的烘干 和医疗器材、餐具、废弃物等的消毒中。近年来微波的应用和研究不 断得