Повышение равномерности нагрева диэлектриков в СВЧ - установках резонаторного типа с распределенными системами возбуждения

• Автор: Рыбков, Вадим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗБУЖДЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И НАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В УСТАНОВКАХ РЕЗОНАТОРНОГО ТИПА
1.1. Математическая модель процесса возбуждения электромагнитного поля и нагрева диэлектрических материалов в установках резонаторного типа
1.2. Методы решения неоднородной совместной внутренней краевой задачи
электродинамики и теплопроводности для СВЧ нагревательных установок

резонаторного типа
1.3. Алгоритм и программа численного решения неоднородной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для СВЧ нагревательных установок резонаторного типа
1.4. Тестирование программ численного решения неоднородной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для СВЧ нагревательных установок резонаторного типа
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ЩЕЛЕВОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАБОЧИХ КАМЕРАХ СВЧ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК РЕЗОНАТОРНОГО ТИПА
2.1. Корректировка условий возбуждения электромагнитного поля и структуры поверхностных токов на стенках волноводов различного поперечного сечения и резонаторных камер
2.2. Структуры электрического поля в рабочих камерах СВЧ нагревательных установок резонаторного типа при возбуждении одной прямоугольной щелью и методика их графической визуализации

2.3. Структуры электрического поля в рабочих камерах СВЧ нагревательных установок резонаторного типа при возбуждении несколькими прямоугольными щелями
3. ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИМАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ РАБОЧИХ КАМЕР С МНОГОЩЕЛЕВЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
3.1. Количественные характеристики, определяющие качество термообработки диэлектрических материалов в СВЧ нагревательных установках резонаторного типа
3.2. Сравнение структур электрического и теплового полей прямоугольной резонаторной камеры с частичным диэлектрическим заполнением при верхнем возбуждении электромагнитного поля
3.3. Сравнение структур электрического и теплового полей прямоугольной резонаторной камеры с частичным диэлектрическим заполнением при возбуждении электромагнитного поля со стороны задней стенки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации
Традиционным способом тепловой обработки диэлектрического материала является поверхностный нагрев. Нагрев внутренних слоев осуществляется при этом за счет теплопроводности диэлектрического материала. Так как величина теплопроводности большинства диэлектриков относительно невелика, то процесс тепловой обработки традиционным способом занимает довольно продолжительное время.
Существенное сокращение времени тепловой обработки продукта обеспечивается за счет использования в качестве источника тепловой энергии микроволнового излучения сверхвысокой частоты (СВЧ). Нагревательные устройства, в которых диэлектрический материал нагревается за счет поглощения им СВЧ - мощности, подразделяются на промышленные и бытовые. Промышленные используются для сушки, термообработки гранулированных, пастообразных и сыпучих диэлектрических материалов и крупных изделий, таких как фарфоровые изоляторы, нагрева древесины и других диэлектриков.
К бытовым СВЧ - установкам относят СВЧ - печи, которые используются для приготовления и разогрева пищевых продуктов. Кратко работу СВЧ - печей можно охарактеризовать следующим образом: переменное электромагнитное поле вызывает нагрев пищевого продукта как за счет переменной поляризации диэлектрика, так и за счет появления токов проводимости. В первом случае тепловая энергия появляется вследствие трения диполей, из которых состоит большинство диэлектриков, во втором случае происходит переход электромагнитной энергии в тепловую согласно закону Джоуля-Ленца.
Нагрев в СВЧ - печах по сравнению с традиционными способами нагрева обладает рядом преимуществ [1]:

Таблица 1.1.
Векторные функции второго порядка для элемента типа тетраэдр
номер векторной функции VI, УЬ2 У4 у4
1 — 8Х2/у2 + 2Ц см 1+1 -+ 1 4” ОО
2 84 - 44 — 8Х2-£3 2£-2
3 81з-413 — 8/>,Х + 2£
4 -81,4+213 ОО | — 1 4
5 — 81,12 + 2Х2 ч" "+ 1 4- 00
6 84 -44 — 8£,£2 + 2£
7 82 4 844 -1644
8 8£2 -1644 8412
9 — 8/,3/»4 + 2£4 ОО Л
10 84 -44 — 844 +
11 8124-44 -844+24
12 — 81,4 + 4
13 844 844 -1644
14 844 -1644 8Д
15 тГ +1 + 1 гм т ч ОО — 81т 4 +24
16 —844 + 24 ОО
17 844 -1б414
18 84 4 844 -1644
19 844 844 -1644
20 -1644