Электронно-управляемая распределенная система возбуждения электромагнитного поля в СВЧ-устройствах резонаторного типа

• Автор: Карпов, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ РАВНОМЕРНОСТИ НАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В СВЧ УСТАНОВКАХ РЕЗОНАТОРНОГО ТИПА
1.1. Методы ' йагрева, обеспечивающие требуемый уровень равномерности нагрева в СВЧ нагревательных установках резона торного типа
1.2. Определение критериев оценки равномерности нагрева диэлектрических материалов в СВЧ нагревательных установках резонаторного типа
1.3. Исследование путей создания установок резонаторного типа, обеспечивающих требуемый электротехнологический процесс термообработки диэлектрических материалов
2. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ПОДАЧЕЙ СВЧ МОЩНОСТИ В РАБОЧУЮ КАМЕРУ РЕЗОНАТОРНОГО ТИПА
2.1. Процесс распределения плотности тепловых источников в объеме обрабатываемого материала в установках резонаторного типа с распределенной управляемой системой возбуждения электромагнитного поля
2.2. Исследование длительности процесса выравнивания температуры нагреваемого материала в установках резонаторного типа с распределенной управляемой системой возбуждения электромагнитного поля
2.3. Электронно-управляемые системы возбуждения электромагнитного поля в рабочей камере нагревательных установок резонаторного типа
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ СВЧ МОЩНОСТИ В РЕЗОНАТОРНУЮ КАМЕРУ,

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ЗАДАННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТЕРМООБРАБОТКИ
3.1. Исследование распределенной электронно-управляемой системы возбуждения электромагнитного поля в рабочей камере резонаторного типа
3.2. Методика управления процессом изменения характера распределения электромагнитного поля в диэлектрическом материале, частично заполняющем рабочую камеру резонаторного типа
3.3. Исследования электродинамических и тепловых свойств СВЧ нагревательных установок резонаторного типа с распределенной электронно-управляемой системой возбуждения электромагнитного поля
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫ ВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Среди основных направлений развития новых технологий производства продукции различного назначения важное место занимает термообработка диэлектрических материалов и пищевых продуктов. Перспективным способом термообработки является использование энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот. Технологии, использующие СВЧ-энергию для нагрева и сушки диэлектрических материалов, нагрева и размораживания пищевых продуктов, являются экологически чистыми и достаточно эффективными.
В 1970 — 1990 годах в нашей стране и за рубежом были разработаны и освоены производством источники СВЧ-энергии, предназначенные для использования в электротермических установках бытового и промышленного назначения с уровнем выходной средней мощности от 600 Вт до нескольких киловатт.
Одновременно проводились исследования электромагнитных и тепловых процессов в волноводах и резонаторах, частично заполненных поглощающими материалами, совершенствовались конструкции рабочих камер, что позволило создать промышленные установки и бытовые СВЧ-печи. Наиболее значительный вклад в развитие теоретических основ техники и энергетики СВЧ-нагрева, проектирования СВЧ-технологических установок, математического моделирования электромагнитных и тепловых полей в диэлектрических материалах при СВЧ-нагреве внесли отечественные ученые: В.П. Вологдин, Д.И. Воскресенский, И.И. Девяткин,
Н.Д. Девятков, С.В. Некрутман, A.B. Нетушил, Ю.С. Архангельский и др., зарубежные: Э. Окресс, О. Andrade, J.Cannon, С. Chew, A. Conrad, D. Foster, R. Gmbh, M. Ebadian, L. T. White и др.
Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в последние десятилетия в теории и практике создания СВЧ-нагревательных установок,

- термодинамические процессы выравнивания непосредственно связаны с равномерностью нагрева;
Незамкнутая гетерогенная система в реальных процессах, являющихся неравновесными, может лишь приближаться к состоянию равновесия. Сохранение состояния равновесия в процессе сообщения нагреваемой системе энергии также может быть выполнено лишь приближенно. Следовательно, реальный квазистатический процесс нагрева будет последовательностью отклонений от состояния равновесия и возвращения к состоянию равновесия, длительность которого должна быть установлена на основе компромиссного выбора между равномерностью нагрева и длительностью процесса нагрева.
Сущностью предлагаемого метода равномерного СВЧ нагрева установками резонаторного типа является технический процесс распределения энергии источника СВЧ колебаний по объему нагреваемого материала в процессе нагрева и увеличения длительности локальных процессов выравнивания температуры в объеме нагреваемого материала. Технический процесс распределения энергии по объему нагреваемого материала - периодическое сообщение элементу объема материала части энергии источника СВЧ колебаний. Периодичность сообщения элементу объема материала части энергии источника предполагает наличие в таком процессе временных характеристик - длительности сообщения элементу объема энергии, паузы в сообщении энергии и периода сообщения энергии. Очевидно, величина обратная, периоду сообщения элементу объема материала части энергии источника СВЧ колебаний может быть названа частотой сообщения элементу объема материала энергии. Указанные временные характеристики определяют, в частности, длительность процессов выравнивания температуры в элементарном объеме нагреваемого материала — гомогенной подсистеме, и непосредственно влияют на равномерность нагрева. В предлагаемом методе используется наличие в