Электротехнологические конвейерные СВЧ установки равномерного нагрева произвольных диэлектрических материалов

• Автор: Журавлев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 235 с.

1. Внутренняя краевая задача электродинамики и теплопроводности для СВЧ электротехнологических установок равномерного нагрева термопараметрических, материалов и методы ее решения
1.1 Математическая модель процесса взаимодействия ЭМГ волн в электротехнологических СВЧ установках равномерного нагрева с произвольными диэлектрическими ма-

, териалами на основе ВСС

1.2 Методы решения внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для сложных волноводных структур с частичным поглощающим заполнением

1.3 Алгоритм и программа численного решения

ВКЗЭиТ для квазистационарных ВСС, частично заполненных поглощающим СВЧ мощность материалом, на основе МКЭ
1.4 Тестирование и модернизация алгоритма и программы численного решения ВКЗЭиТ для СВЧ-устройств равномерного нагрева произвольных диэлектрических материалов на основе ВСС
2. Электродинамические свойства квазистационарных ВСС с частичным диэлектрическим заполнением и их применение в электротехнологических процессах СВЧ

термообработки

2.1 Исследование электродинамических свойств и структуры электромагнитного поля полых квазистационарных одно и многогребневых волноводных структур
2.2 Расчет и проектирование плавных согласующих переходов между прямоугольным волноводом и многогребневыми волноводными структурами с П-выступом и ква-зистационарными ВСС
2.3 Структура ЭМГ поля в квазистационарных ВСС и МГВ с частичным диэлектрическим заполнением
3. Электротехнологический процесс нагрева термопараметрических материалов в конвейерных СВЧ нагревательных установках на основе квазистационарных ВСС
3.1 Моделирование СВЧ установок равномерного нагрева листовых термопараметрических материалов поперечного типа на основе ВСС
3.2 Оптимизация конструкции СВЧ установок равномерного нагрева произвольных поглощающих ЭМГ мощность диэлектрических термопараметрических материалов
3.3 Структура теплового поля в термопараметрическом материале при конвейерной СВЧ термообработке в установке поперечного типа на основе квазистационарных ВСС
3.4 Управление электротехнологическим процессом нагрева термопараметрических материалов в конвейерных СВЧ установках поперечного типа на основе ВСС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
,225
Актуальность темы диссертации.
Одним из широко распространенных электротехнологических процессов термообработки является нагрев диэлектрических материалов посредством энергии СВЧ поля. Добиться увеличения скорости термообработки диэлектрических материалов, повысить интенсивность нагрева в установках СВЧ нагрева можно обеспечив однородную плотность тепловых источников в объеме обрабатываемого материала. Задача обеспечения равномерного нагрева распадается на две части: обеспечение однородной плотности тепловых источников в объеме обрабатываемого материала (qv =const) и теплоизоляция нагреваемого материала. Наиболее трудоемкую часть представляет задача обеспечения qv-const, которая состоит из двух частей - qs=const и qL= const. Первая часть обеспечивается выбором соответствующей волноводной системы, а вторая путем продольного изменения геометрии камеры в соответствии с требуемым законом изменения затухания по длине нагревательной системы.
Одним из перспективных классов волноводов сложного поперечного сечения являются многогребневые волноводы (МГВ), которые выделяются среди ВСС большим количеством степеней свободы, что позволяет наиболее эффективно управлять структурой ЭМГ поля в поперечном сечении РК. В связи с этим исследование электродинамических и тепловых свойств МГВ и квазистационарных ВСС с частичным диэлектрическим включением представляет существенный практический интерес. Однако, в силу сложности граничных условий, невозможно применение аналитических методов для анализа электродинамических и тепловых свойств квазистационарных ВСС и МГВ с частичным поглощающим СВЧ мощность заполнением и особенно при частичном термопараметрическом заполнении, а методы

качестве элемента разбиения используется линейный треугольник, что дает возможность наиболее точно аппроксимировать поперечное сечение волновода сложной формы. Данная процедура является модификацией программы, предложенной в работе [45].
Для конструирования дискретной модели рассматриваемой области в программе ¥ОА используется предварительное разбиение на зоны - квадратичные четырехугольные элементы.
Процедура автоматизированной триангуляции позволяет моделировать двумерные области, которые составляются из прямоугольников и треугольников, границы которых могут быть описаны как прямыми линиями, так и кривыми второго порядка. Сам квадратичный четырехугольник обладает значительной гибкостью, он может использоваться в качестве прямоугольника, четырехугольника общего вида и треугольника (рис.6). В последнем случае две стороны четырехугольника используются для значения одной стороны треугольной зоны.
Восемь узлов, определяющих зону, нумеруется с учетом расположения осей естественных координат рис.7: узлу 1 всегда соответствует точка £ = г) = - 1. При рассмотрении каждой зоны выполняются следующие операции:
1. согласно введенным исходным данным определяется число узловых строк и столбцов в зоне;
2. делается проверка: нет ли среди граничных узлов таких, которые уже были пронумерованы ранее при рассмотрении других зон; если такие узлы обнаружены за ними сохраняются номера, приписанные ранее;
3. узлы нумеруются последовательно, начиная от точки с координатами £= - 1; т|=+1 , и двигаясь слева направо (при изменении Г| от +1 до -1 ).