Исследование процесса термообработки диэлектрических материалов в СВЧ установках с распределенным возбуждением электромагнитного поля
В связи с этим, задача определения оптимальной конструкции системы возбуждения резонаторных камер микроволновых печей позволяющей достичь требуемого распределения напряженности электрического поля в области расположения нагреваемого материала является, несомненно, актуальной и представляет значительный практический интерес. Указанная задача чрезвычайно сложна с электродинамической точки зрения… Читать ещё >
Содержание
- 1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ВОЛНОВОДНЫХ И РЕЗОНАТОРНЫХ СТРУКТУРАХ j С ЧАСТИЧНЫМ ТЕРМОПАРАМЕТРИЧЕСКИМ ЗАПОЛНЕНИЕМ
1.1. Математическая модель процесса возбуждения электромагнитного поля и нагрева произвольных диэлектрических материалов в установках с бегущей волной и резонаторного типа с учетом характера изменения электрофизических и тепловых параметров в процессе СВЧ термообработки.
1.2. Методы решения неоднородной совместной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для волноводных и резонаторных СВЧ нагревательных установок.
1.3. Алгоритм и программа численного решения неоднородной внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для волноводных и резонаторных СВЧ нагревательных установок.
2. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ КАМЕР И ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ РАЗЛИЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В СВЧ
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ.
2.1. Электродинамические и тепловые свойства конвейерных СВЧ нагревательных установок на основе квазистационарных волноводных структур сложного поперечного сечения электротехнологической термообработки различных диэлектрических материалов.
2.2. Структура электромагнитного и теплового полей СВЧ нагревательных установок резонаторного типа с произвольным частичным диэлектрическим заполнением.
2.3. Основные критериальные параметры, определяющие качество электротехнологии термообработки диэлектрических материалов в СВЧ нагревательных установках волноводного и резонаторного типов.
3. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ СВЧ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ВОЛНОВОДНОГО И РЕЗОНАТОРНОГО ТИПОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ТРЕБУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТЕРМООБРАБОТКИ.
3.1. Необходимые и достаточные условия возбуждения электромагнитного поля и структура поверхностных токов в волноводных и резонаторных структурах.
3.2. Методы и системы возбуждения электромагнитного поля в волноводных и резонаторных рабочих камерах СВЧ нагревательных установок.
3.3. Исследование систем возбуждения электромагнитного поля в рабочих камерах СВЧ нагревательных установок резонаторного типа и определение путей достижения однородной плотности тепловых источников в данных системах.
Список литературы
- Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия / Ю. С. Архангельский // Саратов: СГТУ, 1998. — 408 с.
- Metaxas А.С. Industrial microwave heating / А.С. Metaxas, R.I. Meredith // London: Peter Peregrimus Publishing, 1986. 356 p.
- Рогов И.А. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов / И. А. Рогов, С.В. Некрутман//М: Агропромиздат, 1986.-351 с.
- А.с. № 411 553 (СССР). Устройства для СВЧ нагрева материалов/И.И. Девяткин, И. В. Соколов, Б. Г. Машин // Б.И., 1974 № 2.
- Патент № 2 159 992 (Россия). Установка для тепловой обработки, например, текстильных материалов / М. С. Губерман, М. А. Саналов, А. Л. Никифоров, М. Н. Герасимов // Б.И. 2000. № 43.
- А.с. № 429 796 (СССР) Устройство для пастеризации и стерилизации жидких, вязких и порционных продуктов / С. Н. Галкин, В. М. Кондратьев, О. А. Попов // Б.И. 1974. № 20.
- Архангельский Ю.С. СВЧ электротермические установки лучевого типа / Ю. С. Архангельский, С. В. Тригорлый // Саратов: СГТУ, 2000. 122с.
- Коломейцев В.А. Взаимодействие электромагнитных волн с поглощающими средами и специальные СВЧ системы равномерного нагрева / В. А. Коломейцев // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Саратов: СГТУ, 1999 г. — с.439.
- Коломейцев В.А. Микроволновые системы с равномерным объемным нагревом / В. А. Коломейцев, В. В. Комаров // Саратов: СГТУ, 1997.-С.160.
- Железняк А.Р. СВЧ устройства на основе волноводов сложного поперечного сечения для равномерного нагрева диэлектрических материалов
- А.Р. Железняк // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов: СГТУ, 2002 г. — с. 249.
- Михеев М.А. Основы теплоотдачи / М. А. Михеев // Москва: госэнергоиздат, 1956. с. 356.
- Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах / А. А. Брандт // Москва: физматиздат, 1963. с. 450.
- Хинтель А. Диэлектрики и их применение / А. Хинтель // Москва: Госэнергоиздат, 1959. с. 336.
- Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосных устройств / под редакцией Вольмана В. И. Москва: Радио и связь, 1982 — с. 382.
- Исаченко В.П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел // Москва: Энергия, 1975. с. 386.
- Кутателадзе С.С. Справочник по теплопередаче / С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанский // Москва: Госэнергоиздат, 1959. с. 426.
- Шорин С.Н. Теплопередача. Москва: Высшая школа, 1964. — с.490.
- СВЧ энергетика / под редакцией Э. Окресса: в трех томах // Москва: Мир, 1971. т. 1 — с.464- т.2 — с.272- т. З — с. 248.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности. Москва: Гостехиздат, 1952. -С.483.
- Михеев М.А. Краткий курс теплопередачи / М. А. Михеев, И. М. Михеев // Москва: госэнергоиздат, 1960. с. 412.
- Мучник Г. Ф. Методы теории теплообмена: В двух частях. / Г. Ф. Мучнин, И. Б. Рубашов // мочква: Высшая школа часть 1, 1970. — с.288- часть 2,1974.-c.270.
- Цыганков А.В. Электротехнологические СВЧ установки равномерного нагрева диэлектрических материалов на волноводах сложных сечений: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов: СГТУ, 2003. — с.206.
- Шакин В.К. СВЧ устройства равномерного нагрева диэлектрических материалов на основе квазистационарных волноведущих структур: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов: СГТУ, 2004. — с.231.
- Коломейцев В.А. Плавные переходы для согласования прямоугольного волновода и прямоугольного волновода с Т ребром / В. А. Коломейцев, В. В. Яковлев // Радиотехника, 1990, № 2, с. 89−90.
- Журавлев А.Н. Электротехнологические конвейерные СВЧ установки равномерного нагрева произвольных диэлектрических материалов: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Саратов: СГТУ, 2004. с. 235.
- Коломейцев В.А. Моделирование нерегулярных волноведущих структур . сложной конфигурации с неоднородным поглощающим заполнением / В. А. Коломейцев, В. В. Комаров, С. В. Хомяков // Радиотехника и электроника, 2000. Т.4, № 2. с. 1420- 1425.
- Kolomeytsev V.A. Ridged waveguides with thin dielectric tabs / V.A. Kolomeytsev, V.V. Komarov, S.V. Khomyakov // Microwave and Optical technology Letters, 2000. vol. 25, № 6. P. 419−423.
- Салахов Т.Р. Процесс взаимодействия электромагнитных волн с термопараметрическими материалами в волноводных и резонаторных структурах: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов: СГТУ, 2006. — с.200.
- Hano М. Finite element analysis of dielectric loaded waveguides / M. Hano//IEEE trans. 1984. V. MMT-32. № 10. P. 1275−1279.
- Сильвестр П. Метод конечных элементов для инженеров и инженеров электриков /П.Сильвестр, Р. Феррари // Москва: Мир, 1986. с. 229.
- Сабониадьер Ж.К. Метод конечных элементов и САПР / Ж. К. Сабониадьер, Ж. Л. Кулон // Москва: Мир, 1989. с. 190.
- Мс Aklay A.D. Variational finite element solution of dissipative waveguides and transportation application // IEEE trans. 1977. V. MMT-25, № 5. P. 382−392.
- Дульнев Г. Н. Тепло- и маслообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1984. — с.247.
- Дульнев Г. Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах. М.: Госэнергоиздат, 1963. — с. 520.
- Кайданов А.Н. О расчете тепловых прово димостей в радиоэлектронных аппаратах сложной конструкции // Изв. ВУЗов Приборостроение. 1965. № 6. с. 30−43.
- Видин Ю.В. Сборник задач по теплопередаче. Красноярск: КПИ, 1984, с. 62.
- Зоммерфельд А. Электродинамика. Пер. с нем. / Под редакцией С. А. Элькинда. М: Иностр. лит-ра, 1958. — 501 с.
- Пименов Ю.В. Техническая электродинамика / Ю. В. Пименов, В. И. Вольман // М.: Радио и связь, 2000. 536 с.
- Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ / А. Д. Григорьев // М.: Высшая школа, 1990, 335 с.
- Кугушев A.M. Основы радиоэлектроники: электродинамика и распространение радиоволн / A.M. Кугушев, Н. С. Голубева, В. Н. Митрохин // Учеб. пособие для ВУЗов, М.: изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 368 с.
- Марков Г. Т. Возбуждение электромагнитных волн / Г. Т. Марков, А. Ф. Чаплин // М.: Энергия, 1967.-376 с.
- Пименов Ю. В Техническая электродинамика / Ю. В. Пименов. В. Н. Вольман, А. Д. Муравцов // Учебн. пособие для ВУЗов, М.: Радио и связь, 2002.-537 с.
- Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн / С. И. Баскаков // М.: Высшая школа, 1992. 416 с.
- Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж.М. де Фриз // М.: Мир, 1981. 364 с.
- Григорьев А.Д. Численный расчет электромагнитного поля в полых резонаторах и волноводах методами конечных элементов и конечных разностей / А. Д. Григорьев, С. А. Силаев, В. Б. Янкевич // Электронная техника. Сер. ЭлектроникаСВЧ, 1978, Вып. 5.-е. 27−33.
- Поршнев С.В. Вычислительная математика / С. В. Поршнев // Курс лекций. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 320 с.
- Митра Р. Вычислительные методы в электродинамике / Р. Митра // М.: Мир, 1977.-356 с.
- Марил К. Спектральный анализ: пер. с англ. / К. Марил // М.: Мир, 1977.-552 с.
- Нефедов Е.И. Современные методы проектирования линий передачи и резонаторов сверх- и крайневысоких частот / Е. И. Нефедов, В. А, Неганов, Г. П. Яровой // М.: Педагогика-пресс, 1988. 327 с.
- Вайштейн J1.A. Электромагнитные волны // М.: Радио и связь, 1988. -440 с.
- Марков Г. Т. Возбуждение прямоугольного волновода / Г. Т. Марков // Научн. труды МЭИ, вып. XXI, Радиотехника, 1956.
- Фальковский О.Н. Техническая электродинамика / О. Н. Фальковский // М.: Связь, 1978. 432 с.
- Чаплин А.Ф. Возбуждение волны на бесконечном экране / А. Ф. Чаплин // Изв. ВУЗов Радиотехника, 1963 № 3. с. 21−27
- Форстайт Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форстайт, М. Мальком, К. Мольер // М.: Мир, 1980. 250 с.
- D. Dibben, А.С. Metaxas Finite Element Time Domain Analysis of Multimode Applicators Using Edre Elements // IEEE trans, 1984, V/ MTT-32 № 10.-p. 1275−1279.
- Kolomeytsev V.A. Family of operating chambers for microwave thermal processing of dielectric materials / V.A. Kolomeytsev, V.V. Yakovlev // Digits of 28th International Microwave power Symposium/ Montreal, Canada, 1993. — p. 181−186.
- Марчук Г. И. Методы вычислительной математики / Г. Н. Марчук // М.: Наука, 1989.-608 с.
- Вержбицкий В.М. Численные методы. Линейная алгебра и нелинейные уравнения / В. М. Вержбицкий / М.: Высшая школа, 2000. 266 с.
- Webb J.P. Finite element analysis of dispersion in waveguides with sharp metal edges / J.P. Webb//IEEE. Trans, 1988. V. MTT-36, № 12.-p. 18 191 824.
- Хомяков C.B. Моделирование СВЧ нагревательных установок с равномерным объемным тепловыделением на волноводах сложных сечений, частично заполненных поглощающим материалом / С. В. Хомяков / дис. канд. физ.-мат. наук, Саратов, 1999. -157 с.
- Soriano V. Finite elements and finite difference formulation for microwave heating laminar material / V. Soriano, C. Devese, de hos Reges // Int. J. Microwave Power and Electromagnetic Energy, 1998. Vol. 33, № 2. p. 67−76.
- Коломейцев В.А. Синтез прямоугольного волновода с Т-ребром / В. А. Коломейцев, В. В. Яковлев // Изв. ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника. -1983. Т.26, № 1. — с. 85−87.
- Бабак В.В. Удельная плотность тепловых источников в термопараметрических поглощающих средах / В. В. Бабак, С. В. Хомяков, Е. А. Егорова // Проблемы управления и связи: Матер. Международной научн, — техн. конф., Саратов: СГТУ, 2000. с. 173−180.
- Коломейцев В.А. Математическая модель процесса нагрева поглощающих СВЧ мощность материалов в волноводных структурах произвольного поперечного сечения / В. А. Коломейцев, В. В, Бабак, С. В,
- Хомяков // Проблемы управления и связи: Матер. Международной научн.-техн. конф., Саратов: СГТУ, 2000. с. 180−185.
- Hano М. Three-dimensional time-domain for solving Maxwell’s equations based on eireumeenters of elements / N. Hano, T. Hon // IEEE Trans Magnetie’s, 1996. Vol 32, № 3. p.946−949.
- Nuno L. Analysis of general bossy inhomogeneous and anisotropic waveguides by the finit element method (FFM) using edre elements / L. Nuno, J.V. Balbastre, H. Castane // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, 1997. Vol. 45, № 3. p. 446−449.
- Miniowitz R Analysis of 3-D microwave resonators using covariant projection elements R. Miniowitz, J.P. Webb // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, 1991. Vol. 39, № 11. -p. 1895−1899.
- Golias N.A. Efficient mode with adge elements and 3-D adaptive refinement / N.A. Golias, А/G/ Paragiannakis, T.D. Tsiboubis // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, 1994. Vol. 42, № 1. p. 99−107.
- Коломейцев B.A. Устройство для СВЧ-нагрева материалов / В. А. Коломейцев, Л. Г. Бунин, А. В. Герасимов, Е. Ф. Горюнов // Авторское свидетельство № 807 995,1980.
- Архангельский Ю.С. СВЧ-электрометрия // Саратов: Изд-во СГТУ, 1998.-336 с.
- Коломейцев В.А. Тепловое поле волноводных нагрузок с тепловым поглотителем на внутренней поверхности / В. А, Коломейцев, Ю. С, Архангельский / Изв. ВУЗов СССР. Сер. Радиоэлектроника. T. XVI, № 1,1973. -с. 114−122.
- Потапов А.В. Комбинированное моделирование реберного волновода с поперечно-неоднородным заполнением / А. В. Потапов, Т. Р. Салахов, И. И. Салимов // Мат. межд. науч.-техн. конференции «Радиотехника и связь», Саратов: СГТУ, 2006. с. 261−265.