Повышение эффективности электрифицированной СВЧ-установки для борьбы с семенами сорной растительности

• Автор: Горелов, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.02, 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ СВЧУСТАНОВКИ ДЛЯ БОРЬБЫ С СЕМЕНАМИ СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

1.1. Анализ существующих СВЧустановок для борьбы с семенами сорной растительности.

1.2. Анализ теоретических моделей процесса прохождения электромагнитной волны в почву
1.3. Обзор экспериментальных методов исследования процесса прохождения электромагнитной волны в почву

1.4. Выводы к главе I

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ

ПОВЕРХНОСТИ ПОЧВЫ НА ПРОХОВДЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ПОЧВУ

2.1. Постановка задачи .

2.2. Исследование процесса прохождения электромагнитной волны через элементарный участок поверхности почвы . .
йГ5С .
2.2.1, Эффективная диэлектрически Проницаемость элементарного участка поверхности почвы .
2.2.2. Коэффициент прохождения электромагнитной волны
через элементарный участок поверхности почвы .
2.3. Коэффициент прохождения электромагнитной волны через неровную поверхность почвы
2.4. Выводы к главе 2 .
Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ СВЧУСТАНОВКИ ДЛЯ БОРЬБЫ С СЕМЕНАМИ
СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ .
3.1. Повышение надежности СВЧустановки .
3.2. Повышение производительности СВЧустановки .
3.2.1. Повышение производительности СВЧустановки
для защищенного грунта.
3.2.2. Повышение производительности СВЧустановки
для открытого грунта
3.3. Выводы к главе 3 .
Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОХОВДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ПОЧВУ
4.1. Особенности экспериментальных исследований .
4.2. Физическое моделирование процесса прохождения электромагнитной волны в почву.
4.3. Разработка измерительной системы ПО
4.3.1. Измерительная система для определения коэффициента обратного отражения
4.3.2. Измерительная система для определения коэффициента паразитного излучения
4.4. Выводы к главе 4 .
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВЧУСТАНОВКИ И
ПРОЦЕССА ПРОХОВДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ
В ПОЧВУ
5.1. Исследование процесса прохождения электромагнитной волны в почву .
5.1.1. Влияние параметров почвы на прохождение электромагнитной волны в почву .
5.1.2. Влияние неровностей поверхности почвы на прохождение электромагнитной волны в почву .
5.2. Исследование СВЧустановки .
5.2.1. Исследование фидерного тракта .
5.2.2. Исследование излучателя в виде засеченного волновода
5.2.3. Полевые испытания СВЧустановки.
5.3. Оценка техникоэкономической эффективности СВЧустановки .
5.4. Выводы к главе 5 .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ЛИТЕРАТУРА


Результатом применения энергии СВЧ является, как правило, повышение производительности технологического процесса и улучшение качества получаемой продукции. Актуальность направления может быть косвенно охарактеризована тем фактом, что только к году общее количество публикаций по СВЧ-энергетике приблизилось к 0 //. В сельском хозяйстве наиболее перспективным представляется использование энергии СВЧ в борьбе с сорной растительностью, при стимуляции полезных культур, сушки семян и травяной массы, обеззараживании семян и грунта /,/. СВЧ-уета-новка может работать в автоматическом режиме. Существенный вклад в разработку технологических процессов в сельскохозяйственном производстве с применением электромагнитных полей СВЧ сделан советскими учеными Бородиным И. Ф., Крицы-ным В. А., Изаковым Ф. Я., Матвеевым Б. А., Шарковым Г. А., Пастуховым H. A., а также зарубежными - Вейландом Д. Нельсоном С. Девисом f. Менджесом Р. Благодаря проведенным исследованиям в большинстве случаев определены необходимые дозы облучения, получены важнейшие технологические параметры, доказана эффективность СВЧ-метода и его конкурентноспособность в сравнении с другими методами. В настоящее время в СССР (макеты ЧИМЭСХ и МИИСП) и за рубежом в США, Франции, Италии, Бельгии появились опытные СВЧ-установки для борьбы с сорной растительностью. Так по имеющимся отечественным и зарубежным литературным источникам /,,/ производительность СВЧ-установки в режиме угнетения семян сорной растительности приблизительно равна 1СГ^га/час в расчете на один киловатт излучаемой СВЧ-мощности, а наработка СВЧ-установки до отказа не превышает 0 часов. В связи с этим, только затраты на электроэнергию составят свыше 0 руб/га, а амортизационные отчисления превысят 0 руб/га. СВЧ-установок для борьбы с семенами сорной растительности на базе известных результатов теоретических и экспериментальных исследований и с использованием существующих технических средств. Отечественные и зарубежные СВЧ-установки для борьбы с семена-пи сорной растительности имеют типовую структуру (рис. СВЧ I, источники высоковольтного 2 и низковольтного 3 питания, магнитную систецу 4, систему канализации СВЧ-энергии 5, излучатель б, систему охлаждения 7, систему контроля и управления 8. Конструкция мобильной части, на которой монтируется СВЧ-установка, зависит от условий работы. Для борьбы с семенами сорной растительности в условиях открытого грунта СВЧ-установка квитируется на прицепе трактора (макеты ЧИМЭСХ* ВНИИПТИМЭСХ), ря защищенного грунта - на мостовом шасси (макет МИИСП). Рис. Блок-схема СШ-установки для борьбы с семенами сорной растительности. Рис. Г.2. Энергоснабжение может быть обеспечено от вала отбора мощности (макет ВНИИПТИМЭСХ), от дизель-генератора (макет ЧИМЭСХ), от промышленной энергосети (макет МИИСП). Генератор СВЧ. Согласно имеющимся рекомендациям /,/, СВЧ-установку целесообразно разрабатывать в дециметровом диапазоне длин ЭМВ. При этом выбраны длины ЭМВ ,6 см. Женевской международной конференции по радио и телевидению // относятся к разрешаемым для применения в промышленности длинам ЭМВ. На данном диапазоне длин ЭМВ работает ряд генераторов, как например: клистроны, магнетроны, триоды, квантовые и полупроводниковые приборы. Однако по сравнению с другими генераторами СВЧ магнетрон обладает наиболее высоким к. Высокий к. СВЧ определяет высокий к. СВЧ-устройств. Так к. СВЧ-печей в настоящее время превышает % //. Магнетроны, благодаря своей низкой стоимости превращаются в наиболее ходовой товар. В году только в Японии планируется довести ежегодный выпуск магнетронов до 0 штук по ориентировочной цене 0 долларов за штуку //. Однако принципиальным недостатком магнетрона является зависимость ресурса работы от амплитуды отраженной ЭМВ. Так, ресурс работы магнетрона М-1 равен часам при коэффициенте стоячей волны (КСВН) равным 1,1 и 0 часам при КСВН = 3 //. Это требует принятие дополнительных мер по снижению амплитуды отраженной ЭМВ на выходе генератора СВЧ. Для эффективной работы СВЧ-установки необходимы высокие уровни излучаемой СВЧ-мощности.