Математическое моделирование СВЧ нагрева диэлектриков

• Автор: Анфиногентов, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 340 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Нагрев диэлектриков энергией электромагнитных полей

сверхвысокой частоты

Анализ применения электромагнитной энергии СВЧ диапазона для нагрева диэлектрических материалов и сред

Установки для сверхвысокочастотного нагрева диэлектриков

Математическое моделирование электромагнитных и тепловых полей при СВЧ нагреве Выводы по главе
Одномерные задачи СВЧ нагрева полубесконечного диэлектрика энергией плоской электромагнитной волны Математическая модель СВЧ нагрева полубесконечного диэлектрика при постоянных электрофизических параметрах
Математическая модель СВЧ нагрева полубесконечного диэлектрика с учетом зависимости коэффициента затухания от температуры Выводы по главе

Математические модели СВЧ нагрева диэлектриков конечной толщины

СВЧ нагрев диэлектрического слоя при падении плоской волны на слой с отражающей границей
СВЧ нагрев диэлектрического слоя при падении плоской волны на слой с границей, осуществляющей поворот плоскости поляризации
СВЧ нагрев диэлектрического слоя при падении двух встречно распространяющихся волн от некогерентных источников
СВЧ нагрев диэлектрического слоя при падении двух встречно распространяющихся волн от когерентных источников
О некоторых точных решениях уравнений СВЧ нагрева диэлектрического слоя конечной толщины Использование метода моментов в задачах управления СВЧ нагревом диэлектриков Выводы по главе
Математическое моделирование равномерного СВЧ нагрева
Многоэлементные системы возбуждения электромагнитного поля в СВЧ камерах
Многоэлементное возбуждение электромагнитного поля, основанное на принципах фокусировки Оптимизация многоэлементного возбуждения электромагнитного поля с учетом случайных погрешностей технической реализации Математическое моделирование СВЧ нагрева движущегося диэлектрика
Выводы по главе
Глава 5. Математическое моделирование СВЧ нагрева
диэлектриков в камерах закрытого типа
5.1. Математическое моделирование СВЧ нагрева
диэлектрика в волноводах прямоугольного сечения
5.2. Математическое моделирование СВЧ нагрева
диэлектрика в волноводах круглого сечения
5.3. Математическое моделирование СВЧ нагрева
несжимаемой вязкой жидкости в волноводе круглого сечения
5.4. Выводы по главе
Глава 6. Математическое моделирование микроволнового
технологического комплекса МВТК с адаптивным управлением
6.1. Микроволновой технологический комплекс как
система автоматического управления
6.2. Оптимизация систем контроля электромагнитных и
тепловых полей в СВЧ камерах
6.2.1. Статистический подход решения задачи размещения
датчиков в СВЧ камере
6.2.2. Алгоритм нахождения координат точек контроля
6.2.3. Устройство размещения датчиков системы контроля
электромагнитного поля
6.3. Восстановление электромагнитного поля по измерениям
его в конечном числе точек
6.3.1. Восстановление электромагнитного поля при
некоррелированных коэффициентах разложения
6.3.2. Восстановление поля при коррелированных коэффициентах разложения
6.4. Определение координат датчиков и погрешности восстановления поля излучения
6.5. Выводы по главе
Глава 7. Математическое и физическое моделирование процесса микроволновой сепарации сырой нефти
7.1. Моделирование движения сферической капли в вязкой жидкости под действием гравитации
7.2. Моделирование нагрева капли нефти в воде и капли воды в нефти при СВЧ нагреве
7.3. Математическое моделирование СВЧ нагрева многослойных сред
7.4. Математическое моделирование СВЧ нагрева многослойных сред при динамических границах раздела
7.5. Физическое моделирование процесса сепарации ВНЭ
7.6. Математическое моделирование процесса сепарации ВНЭ в замкнутом объеме цилиндрической формы
7.6. Выводы по главе
Г лава 8. Разработка комплексов СВЧ обработки нефтепродуктов
8.1. Исследование режимов воздействия СВЧ полей на водонефтяные эмульсии
8.2. Экспериментальный образец модуля СВЧ обработки ВНЭ в канале концевого делителя фаз КДФ
8.3. Промысловый модуль СВЧ обработки ВНЭ ПМВК
8.4. Камера электродинамической обработки ВНЭ
8.5. Датчик обводненности сырой нефти
8.6. Устройство термообработки сыпучих и жидких
диэлектрических материалов в электромагнитном поле сверхвысокой частоты
8.7. Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников


Применение СВЧ энергии позволило отказаться от нагрева бумаги с помощью конвективных потоков тепла, повысить качество передачи цветов за счет отсутствия перегрева бумаги и красок. Доля затрат на нагрев в стоимости печатной продукции была снижена на . Применение СВЧ нагрева в производстве кож и текстильных волокон направлено на достижение равномерности распределения влажности, снижение энергозатрат, уменьшение продолжительности процесса. Устройства СВЧ нагрева используются для сушки дерева, фанеры, керамики и композиционных материалов ,,. В Финляндии используется СВЧ установка мощностью кВт, разработанная фирмой i для сушки полов из сосны и березы. В Китае СВЧ энергию используют для сушки оконных рам, процент брака при этом снижен с до 2. Установка создана для сушки СВЧ полями с достаточно медленной скоростью, что приводит к появлению внутренних связей и улучшению качества материала. Сушка фотопленок классический пример избирательного нагрева с помощью СВЧ полей. Основа фотопленки сделана из полиэстера и ацетата, которые имеют очень низкие диэлектрические потери. Потери же влажной эмульсии, которой покрывается основа фотопленки, велики. Устройство СВЧ I нагрева, изготовленное фирмой i, в своей основе содержит излучающую апертуру и позволяет испарять 5 л воды в час с пленки, протягиваемой со скоростью ммин. Протягивание пленки через волновод не дало таких результатов. Кроме того, известны применения СВЧ нагрева для вулканизации и девулканизации резины, для сушки пластиков и полимеров, для отвердевания материалов, для размельчения руды, разрушения бетона, для приготовления, размораживания, консервирования пищевых продуктов и др. Известны результаты исследований применения электромагнитной энергии СВЧ и КВЧ диапазонов в медицине, в том числе ветеринарной. Наибольшее число работ относится к использованию СВЧ и КВЧ энергии в терапии, главным образом для осуществления локальной гипертермии 8, которая достигается применением УВЧ и СВЧ полей. Опухоль изза худшего отвода тепла нагревается на 1 1,5 градуса выше по сравнению со здоровыми тканями, что и делает ее более чувствительной к лучевой и химиотерапии. Разработана аппаратура для реализации методов локальной и общей гипертермии Циклон Эндотерм, Яхта и другие 9,0. Разработаны СВЧ инструменты для хирургии, в которых используется эффект ускоренной коагуляции крови под действием СВЧ полей . Гемостат СВЧ скальпель 1. Имеются данные об успешном использовании СВЧ методов при лечении некоторых заболеваний 2. СВЧ облучение проводится в физиотерапевтическом режиме в течение минут. Опубликованы данные об использовании СВЧ методов для стерилизации инструментов и материалов, в том числе изготовленных из пластмасс . Предложены СВЧ устройства для размораживания биологических тканей, сохраняемых при низких и сверхнизких температурах, например установка микроволновая для отогрева и размораживания биологических объектов Криотерм0 1. Разработан ряд методов, использующих СВЧ нагрев в ортопедии, в частности для разогрева и формования изделий из пластических масс . Использование электромагнитной энергии позволяет не только существенно ускорить процесс, но и повысить качество изделий за счет улучшения равномерности нагрева. Использование энергии СВЧ и КВЧ электромагнитных полей в фармакологии изучены значительно в меньшей степени. Тем не менее, уже в настоящее время можно отметить ряд перспективных приложений. Вопервых, это процессы сушки лекарственного сырья , 3. Установлено, что использование СВЧ нагрева, особенно в сочетании с вакуумной сушкой, позволяет не только в несколько раз сократить продолжительность сушки, но и обеспечить более высокое качество продукции, в частности, лучшую сохранность в высушенных материалах витаминов, эфирных масел и других важных компонент. Исследованиями по предпосевной обработке СВЧ и КВЧ электромагнитными полями семян сельскохозяйственных и лесных культур установлено значительное повышение всхожести, энергии прорастания и урожайности различных культур , , , , . Так, например, отмечено повышение урожайности ячменя на ,7, яровой пшеницы на .