WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Tmax =

39,0

149

133

137

147

T

Tmin=

31,0

PПОГ =

675

Рис. 4

Рис. 5

теплового поля в объеме обрабатываемого материала в процессе термообработки для каждого из приведенных на рис. 5 вариантов излучающей системы, можно определить наиболее приемлемый режим электронного управления системой возбуждения, при котором наиболее полно реализуется заданный технологический процесс термообработки. При этом время термообработки для каждой вариации конструкции излучающей решетки в совокупности должно соответствовать времени термообработки материала. Данная методика универсальна тем, что не требуется конкретизации технического решения перемыкания щели в процессе термообработки, которое может быть реализовано различными способами. При этом режим электронного управления процессом излучения СВЧ-мощности существенно зависит от технологического процесса термообработки, габаритов и физических свойств нагреваемого материала.

На рис. 6 приведено итоговое тепловое поле, полученное при вариации геометрии источника в процессе термообработки для поглощающего материала (вода в объеме 40 г. в стаканчике), расположенного на нижней поверхности рабочей камеры. Сравнительный анализ экспериментальных данных, приведенных на рис. 5 и рис. 6,

Таблица № 2 распределения температур по 16 зонам

Таблица № 3 распределения температур по 9 зонам

Рис. 6

показывает, что электронное управление распределенной системой возбуждения позволяет повысить уровень равномерности нагрева и соответственно качество готовой продукции. Данное положение представляет несомненный интерес для разработчиков в СВЧ -энергетике, поскольку создает основу для создания установок бытового назначения нового поколения без использования механического перемещения обрабатываемого материала.

Основные результаты и выводы.

1._Предложена математическая модель процесса возбуждения электромагнитного поля с диэлектрическим, поглощающим СВЧ- мощность материалом в резонаторных структурах, позволяющая провести комплексный анализ электродинамических и тепловых свойств рабочих камер с учетом особенностей распределенной системы возбуждения электромагнитного поля и определить эффективность использования данных систем для достижения требуемого уровня равномерности нагрева обрабатываемого материала.

2._Приведена методика оперативного численного решения совместной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для резонаторных камер с частичным диэлектрическим или поглощающим заполнением при различных распределенных, многощелевых системах возбуждения электромагнитного поля, позволяющая определить удельную плотность тепловых источников и уровень равномерности теплового поля в объеме обрабатываемого материала.

3._Предложен эффективный подход численного решения неоднородной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для резонаторных структур прямоугольной формы с частичным диэлектрическим, поглощающим СВЧ-мощность, заполнением с произвольной распределенной системой возбуждения электромагнитного поля, в основе которого лежат метод конечных элементов с использованием принципа Галеркина и взвешенных невязок и метод конечных разностей с использованием быстрого преобразования Фурье.

4._Проведен комплексный анализ электродинамических свойств резонаторных камер прямоугольной формы с частичным диэлектрическим заполнением при различных конструкциях распределенной, многощелевой системы возбуждения электромагнитного поля, который показал, что применение данных систем возбуждения в технике и энергетике СВЧ позволяет достичь более высокого темпа нагрева и большей равномерности распределения тепловых источников в объеме обрабатываемого материала, чем при использовании традиционных систем возбуждения.

5._Предложена методика экспериментального исследования эффективности распределенных систем возбуждения электромагнитного поля в резонаторных структурах с частичным поглощающим СВЧ- мощность заполнением, направленная на достижение требуемого уровня распределения удельной плотности тепловых источников в объеме обрабатываемого материла, при котором обеспечивается заданный электротехнологический процесс термообработки.

6._Разработаны конструкции трех- и четырехщелевых систем возбуждения электромагнитного поля в резонаторных структурах прямоугольной формы с частичным диэлектрическим заполнением и проведены экспериментальные исследования электродинамических и тепловых свойств данных систем, а также определены уровень потока СВЧ- мощности в рабочую камеру и распределение теплового поля в объеме обрабатываемого материала, показавшие целесообразность применения распределенных систем возбуждения для реализации заданного процесса термообработки и улучшения выходных параметров готовой продукции.

7._Показано, что использование электронного управления потоком СВЧ-мощности, излучаемой в рабочую камеру резонаторного типа распределенной системой возбуждения, приводит к увеличению уровня рассеиваемой в материале электромагнитной энергии и повышению уровня однородности распределения удельной плотности тепловых источников в объеме обрабатываемого материала, то есть улучшению равномерности нагрева.

8._Предложена методика экспериментального исследования эффективности распределенных, многощелевых систем возбуждения электромагнитного поля с электронным управлением потоком СВЧ- мощности в рабочую камеру резонаторного типа и определения режима управления системой возбуждения, соответствующего заданному электротехнологическому процессу термообработки.

9._Проведена экспериментальная оптимизация электронного управления распределенными системами возбуждения электромагнитного поля в СВЧ нагревательных установках резонаторного типа, исследованы электродинамические и тепловые свойства рабочих камер, частично заполненных поглощающим материалом, при всех возможных изменениях конструкции системы возбуждения и определен режим управления потоком СВЧ-мощности, при котором обеспечивается заданный технологический процесс термообработки.

10._Показано, что в СВЧ нагревательных установках резонаторного типа с электронным управлением потоком СВЧ-мощности от распределенных систем возбуждения в рабочую камеру можно достичь требуемого технологического уровня равномерности нагрева обрабатываемого материала без использования устройств механического перемещения образца (вращающийся столик), что является необходимым условием создания бытовых СВЧ -печей нового поколения.

Результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1._Семенов А.Э. Собственные параметры и структура электромагнитного поля СВЧ-резонаторов произвольной конфигурации / Е.А. Куриленко, В.В. Одуев, А.Э. Семенов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. №1 (10). Вып.1. С.72-78.

2._Семенов А.Э. Временные характеристики импульсного СВЧ нагрева элементарного объема изотропного материала / Д.И. Карпов, А.Э. Семенов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. №4 (1). Вып.1. С.146-150.

3. Семенов А. Э. Электродинамические и тепловые свойства СВЧ нагревательных установок резонаторного типа с многощелевым возбуждением / В. А. Коломейцев, В. С. Ремнев, А. Э. Семенов / / Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №2 (32). Вып. 1. С.126-131.

В других изданиях:

4._Семенов А.Э. Автоматизированный расчет плавных нелинейных согласующих переходов между прямоугольным волноводом и П-волноводом / А.Э. Семенов, В.А. Коломейцев, А.А. Марковский, А.В.Иванов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Радиотехника и связь»: Саратов: СГТУ, 2004. С.178-182.

5.­_Семенов А.Э. Численный метод совместного решения внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для резонаторных структур с частичным термопараметрическим заполнением / А.Э. Семенов, Т.Р. Салахов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Радиотехника и связь»: Саратов: СГТУ, 2006. С.233-239.

6._Семенов А.Э. Исследования влияния короткозамкнутых поршней на структуру поля резонаторной камеры с многощелевой системой возбуждения / В.А. Коломейцев, А.Э. Семенов, В.С. Ремнев, Ф.З. Хамидуллин // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Радиотехника и связь»: Саратов: СГТУ, 2007. С.241-244.

7._Семенов А.Э. Исследование тепловых свойств резонаторных камер с распределенным возбуждением электромагнитного поля / А.Э. Семенов, В.А. Коломейцев, В.С. Ремнев, Ф.З. Хамидуллин // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Радиотехника и связь»: Саратов: СГТУ, 2007. С.237-241.

8._Семенов А.Э. Анализ структуры электромагнитного поля собственных колебаний прямоугольной резонаторной камеры, частично заполненной диэлектрическим материалом / А.Э. Семенов, П.В. Замоторин, В.С. Рыбков, Ф.З. Хамидуллин // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Радиотехника и связь»: Саратов: СГТУ, 2007. С.231-237.

9._Семенов А.Э. Плавные линейные согласующие переходы между стандартными волноводами и волноводными структурами сложного поперечного сечения / И.И. Салимов, А.Э. Семенов, А.И. Сухов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Электроника и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технология. Материалы». Вып. II. Саратов: СГТУ, 2007. С.178-181.

10._Семенов А.Э. Плавные нелинейные согласующие переходы между стандартными волноводами и волноводными структурами сложного поперечного сечения / И.И. Салимов, А.Э. Семенов, И.И. Наврузов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Электроника и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технология. Материалы». Вып. II. Саратов: СГТУ, 2007. С.181-187.

11._Семенов А.Э. Структура поверхностных токов в циллиндрическом и коаксиальном волноводах / А.Э. Семенов, В.А. Коломейцев, В.А. Косолап // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-ХХI). Саратов: СГТУ, 2008.С.55-57

СЕМЁНОВ Александр Эдгарович

СВЧ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЗОНАТОРНОГО ТИПА

С РЕГУИРУЕМЫМ ПОДВОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

МОЩНОСТИ

Автореферат

Корректор О.А. Панина

Подписано в печать 17.10.08 Формат 6084 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 264 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, ул. Политехническая, 77

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»