Разработка методов расчета электротермических установок и математического моделирования процессов термообработки диэлектриков с большими объемами и поверхностями

• Автор: Огурцов, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 198 с. : ил.

1. Электрофизические методы термообработки диэлектриков
1.1. Проблемы термообработки диэлектриков
1.2. Электротермические методы и средства термообработки диэлектриков
1.3. Современное состояние проблемы
термообработки диэлектриков
1.3.1. Нагрев диэлектриков в поле СВЧ
1.3.2. Нагрев диэлектриков в низкотемпературных печах сопротивления
1.4. Постановка задачи
2. Математическое моделирование нагрева диэлектриков с большими объемами и поверхностями
2.1. Диэлектрики с большими поверхностями и объемами
2.2. Самосогласованная краевая задача электродинамики и теплопроводности для термообработки диэлектриков
2.3. Численные методы решения самосогласованной краевой задачи электродинамики и теплопроводности для термообработки крупногабаритных диэлектриков
2.4. Математическое моделирование электротермических процессов
в КЛТ
2.4.1. Нагрев неподвижного объекта в СВЧ поле КЛТ
2.4.2. Нагрев движущегося объекта в СВЧ поле КЛТ
2.5. Математическое моделирование электротермических процессов
в печах сопротивления
2.5.1. Нагрев неподвижного объекта в печи сопротивления
2.5.2. Нагрев объекта в печи сопротивления методического типа
3. Излучающие системы установок СВЧ диэлектрического нагрева

3.1. Разновидности излучающих систем
3.2. Волноводно-щелевые антенны
3.3. Рупорные антенны
3.4. Излучающие системы, состоящие из нескольких антенн
4. Математическое моделирование температурных полей в асфальтобетонных покрытиях при их ремонте с помощью
СВЧ нагрева
4.1. Проблема ремонта асфальтобетонных покрытий
4.2. Математическое моделирование нагрева асфальтобетонного покрытия в КЛТ
5. Оптимизация структуры источников СВЧ энергии КЛТ для
обработки диэлектриков с большими объемами и поверхностями
5.1. Целевая функция задачи оптимизации
5.2. Оптимизация структуры источников СВЧ энергии
5.2.1. Периодический режим работы СВЧ электротермической установки
5.2.2. Методический режим работы СВЧ электротермической установки
5.3. Структура и оптимизация параметров источников питания КЛТ
для установок для ремонта асфальтобетонного покрытия
Заключение
Литература

Термообработка диэлектриков проводится в основном в низкотемпературных печах сопротивления, а достижение требуемых температур осуществляется за счет использования конвективного теплообмена. Поскольку для большинства диэлектриков характерен низкий коэффициент теплопроводности, нагрев диэлектрических материалов происходит медленно. Интенсификация процесса нагрева увеличением теплового потока имеет ограничение по максимально допустимому температурному градиенту, превышение которого опасно возникновением недопустимых механических напряжений. Задача интенсификации термообработки осложняется при термообработке диэлектриков с большими объемами и поверхностями. В случае термообработки диэлектриков с большими объемами и поверхностями следует вести речь не о традиционных печах сопротивления с ограниченным объемом, а о специальных конструкциях печей сопротивления, позволяющих равномерно подводить энергию ко всей поверхности обрабатываемого объекта. Альтернативными печам сопротивления техническими решениями термообработки диэлектриков являются установки ВЧ и СВЧ диэлектрического нагрева, в которых благодаря проникновению электромагнитной волны в обрабатываемый диэлектрик (объемное тепловыделение) увеличивается как скорость термообработки, так и равномерность распределения температуры в нагреваемом объекте. Однако такой способ энергоподвода автоматически не решает задачу термообработки диэлектриков с большими объемами и поверхностями, поскольку требуется разработать специальные конструкции, позволяющие облучать объект обработки по всей его поверхности. Выбор между специальными конструкциями печей сопротивления и установкой СВЧ диэлектрического нагрева при термообработке диэлектриков с большими объемами и поверхностями не очевиден и требуется определение объективных критериев сопоставление этих вариантов. Заметим, что системные исследования в области нагрева диэлектриков с большими объемами и поверхностями на сегодняшний день отсутствуют.
Рис. 1.13. Камера лучевого типа для плавления твердых диэлектриков, находящихся в замкнутой металлической емкости - (а), распространение электромагнитной волны в такой камере - (б)