Исследование и разработка СВЧ устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны

• Автор: Лоик, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Современные тенденции развития СВЧ технологий и СВЧ устройств термообработки материалов
1.1. Современные тенденции развития СВЧ технологий
1.2. Современные тенденции развития СВЧ устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны
1.2.1. Конструкции СВЧ устройств волноводного типа с поперечным взаимодействием
1.2.2. Конструкции СВЧ устройств на основе замедляющих систем с поперечным взаимодействием
1.2.3. Конструкции СВЧ устройств типа бегущей волны с продольным взаимодействием
1.2.4. Конструкции СВЧ устройств типа бегущей волны для термообработки материалов в периодическом режиме
1.3. Метод расчета постоянных затухания СВЧ устройств термообработки диэлектрических материалов в режиме бегущей волны
1.4. Выбор источника СВЧ энергии
1.5. Основные конструкции СВЧ устройств термообработки материалов с различными диэлектрическими потерями
1.6. Аналитическая модель взаимодействия электромагнитного поля сверхвысоких частот с диэлектрическими материалами
Выводы к главе
Глава 2. СВЧ устройства термообработки материалов с поперечным взаимодействием
2.1. Метод построения СВЧ устройств термообработки листовых материалов

2.2. Модель и метод расчета распределения температуры по толщине материалов для СВЧ устройств с поперечным взаимодействием
2.2.1. Модель и метод расчета распределения температуры в материалах для СВЧ устройств на основе волноводных систем
2.2.2. Модель и метод расчета распределения температуры в материалах для СВЧ устройств на основе замедляющих систем
Выводы к главе
Глава 3. СВЧ устройства термообработки материалов
с продольным взаимодействием
3.1. Метод построения СВЧ устройств термообработки диэлектрических материалов
3.2. Модель и метод расчета СВЧ устройств типа бегущей волны
с продольным взаимодействием
3.3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований
3.3.1. Термообработка диэлектрических стержней
3.3.2. Термообработка диэлектрических труб
Выводы к главе
Глава 4. СВЧ устройства термообработки неподвижных
материалов в режиме бегущей волны
4.1. Конструкции СВЧ устройств термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями
4.2. Модель и метод расчета СВЧ устройств термообработки неподвижных материалов в режиме бегущей волны
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 15 о
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Использование энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот для целей термообработки диэлектрических материалов позволяет осуществить интенсивные, безотходные, энергосберегающие и экологически чистые технологии [1 - 4].
Анализ научных публикаций показывает [13-17], что современные тенденции развития микроволновых технологий направлены на производство новых высокопрочных конструкционных и строительных материалов из стеклопластиков, композиционных материалов и полимеров.
Сложность реализации таких технологических процессов обусловлена следующими факторами:
1. Прочностные характеристики получаемых изделий требуют полноты реакции полимеризации в малом интервале значений температуры. Для большинства технологических процессов полимеризации необходимо, чтобы разброс температуры АТ в материале не превышал 10% [13-17];
2. Повышение надежности, долговечности и прочности материалов связано с увеличением значений толщин и диаметров получаемых изделий [13-15]. В настоящей работе поставлена задача увеличения значений толщин и диаметров материалов не менее чем в два раза (с/, 0 > 0,3 Л), по сравнению с достигнутыми значениями (с/, 0 < 0,15- А) к настоящему
времени по отношению к длине волны источника СВЧ энергии (Л);
3. Эффективный и равномерный нагрев материалов на основе полимерных связующих, которые характеризуются низким коэффициентом
теплопроводности Лу < 0,2 о и большими значениями толщин и
V °К-м)
диаметров материалов (с1, 0 > 0,3-Х), наиболее целесообразно реализовать с
использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот и при

V ZZZZZZZZZZZZZZZZ /-22 Н/ТТ]
ШХШ17 /Х7Х2—I
у / / /У / /7 / 7223223. / /У / .2/ / г /'7/ /"~7 г г:
Рис. 1.2.3.2. СВЧ устройство для полимеризации капроновых канатов. 1 - источник СВЧ энергии; 2 - камера для фиксации сушки в виде замедляющей системы; 3 - согласованная нагрузка; 4 — натяжная станция;
5 - синтетическое изделие (канат); 6 - груз.
Полимеризация в СВЧ полях капроновых канатов увеличивает их прочность на разрыв в несколько раз. При скорости технологического
процесса (4...5)——, длина электродинамической системы составляет 1000 мин
мм, а СВЧ мощность - 1,5 кВт, диаметр каната составляет 15 мм, длина волны источника составляет 12,24 см.
В [120-122] описано устройство для термообработки сосисок, в
котором в качестве электродинамического устройства используется диафрагмированный волновод. Коэффициент замедления
электродинамической системы составляет (кзаи = 2,0); рабочая длина волны источника СВЧ энергии составляет 12, 24 см, а диаметр сосисок - 20 мм.
На рис. 1.2.3.3 представлено продольное поперечное сечение СВЧ устройства, которое может использоваться также и для термообработки различных движущихся диэлектрических материалов.