微波場中礦石熱應力的理論分析

微波場中礦石熱應力的理論分析

    物體隨溫度升高而膨脹，隨溫度下降而收縮，即熱脹冷縮.如果這種熱脹冷縮是自由自在的，不受任何約束，那么，物體就只有應變(即位移的變化)，而無熱應力產生；但是，處于微波輻射下的礦石體系，不僅各種礦物的吸波性能不同，具有不同的溫度變化；而且各礦物的熱膨脹性能也不一樣.這必然會導致礦物的膨脹受到約束。就是說，在礦石體系中，熱膨脹不僅造成位移的變化，而且也有應力的重新分布。

    依據彈性力學的基本理論，對微波輻射加熱所造成的礦石體系中熱應力的分布情況進行分析和討論

    彈性力學理論認為，要求解物體內的應力分布，必須首先建立平衡方程、幾何方程和物理方程。任取一微單元，不難得出平衡方程是完全個變的，幾何方程只反映應變與位移的純粹幾何關系．不考慮引起應變的原因是什么、只要彈性體連續，關系就—定會滿足．

    能量吸收率不問，溫度不同，對應的主應力也不一樣。能量越大，溫度越高．黃銅礦內的壓應力強度也越大，或者說是石英內的拉應力強度越大。壓應力與拉應力的轉換，發生在兩礦物的結合面附近。從數值上分析，按采用最大微波功率。黃銅礦中的壓府力近于1500MPa，石英中的拉庇力為290MPa；按中等的微波功率，黃銅礦的壓應力為590MPa．石英中的拉應力也相應變小，約為80MPa。顯然，這些應力分布情況與溫度分布曲線非常相似。

    粒度對應力梯度的影響，類似于粒度對溫度梯度的影響，即：粒度大，溫度高，應力大，但在應用中，千萬要記住微波穿透深度的限制，不能片面追求粗粒度。

    比較抗壓強度而言，抗拉強度要小得多。亦即礦石在拉風力狀態下，更易被破壞。雖然測定巖石的抗拉強度非常困難，但仍有幾種巖石的抗拉強度可供參考：花崗巖為9．4MPa，石灰石為3.5-5．5MPB．沙石為2．1-6．9Mpa。石英的數值雖未曾測出，但參照這3種主要脈石礦物的已知值，從理論上分析，可以認為微波輻射產生的熱應力是足以破壞石英的。