Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора
Автор: Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 4 т.25, 2022 года.
Бесплатный доступ
Для стерилизации медицинских инструментов анализируется технология их иммерсионной термообработки интенсивным СВЧ-излучением на частоте 2,45 ГГц. Показаны преимущества данной технологии по сравнению с традиционными методами. Построена электродинамическая модель микроволнового стерилизатора хирургических инструментов, учитывающая зависимость комплексной диэлектрической проницаемости иммерсионной среды (воды) от температуры. В качестве его базового элемента был использован прямоугольный резонатор с волноводным элементом возбуждения. С помощью численной модели на методе конечных элементов определены величины отраженной и поглощенной мощности, а также темп нагрева воды в стерилизаторе для рабочей мощности 600 Вт. Анализ тепловых процессов, выполненный по упрощенной методике, показал достаточно высокую эффективность такого устройства, обеспечивающего высокий темп нагрева на заданной частоте.
Электромагнитное поле, свч-излучение, стерилизация, медицинские инструменты, математическое моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140297119
IDR: 140297119 | DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.4.52-58
Список литературы Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора
- Metaxas A.C., Meredith R.J. Industrial Microwave Heating. London: Peter Peregrinus, 1983. 356 p.
- Decareau R.V. Microwaves in the Food Processing Industry. New York: Academic Press, 1985. 236 p.
- Patent 5858303 US. Method and system for simultaneous microwave sterilization of multiple medical instruments / Schiffmann R.F., Held J.S.; priority 12.01.1999. 23 p.
- Патент на полезную модель 2004136734/22 (45271). Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов / Байбурин В.Б., Тертышник В.В., Шуб Г.М., Волков Ю.П., Капрелов Р.И.; приоритет от 14.12.2004. 5 с.
- Патент на полезную модель 2013122446/15 (136718). Устройство для стерилизации медицинских инструментов / Байбурин В.Б., Тертышник В.В.; приоритет от 15.05.2013. 3 с.
- Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Либроком, 2012. 416 с.
- Ratanadecho P., Aoki K., Akahori M. The characteristics of microwave melting of frozen packed beds using a rectangular waveguide // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2002. Vol. 50, no. 6. P. 1495–1502. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2002.1006410
- Гагарина Л.Г., Холод И.С., Бондаренко С.М. Модель процесса управления микроволновым нагревом // Известия вузов. Электроника. 2003. № 5. С. 94–95.
- Комаров В.В. Исследование процессов СВЧ-нагрева диссипативных сред с учетом конвективного теплообмена: теория и эксперимент // Прикладная физика. 2006. № 4. С. 34–40.
- Analysis of microwave heating of materials with temperature-dependent properties / K.G. Ayappa [et al.] // AIChE Journal. 1991. Vol. 37, no. 3. P. 313–321. DOI: https://doi.org/10.1002/aic.690370302
- Захаров В.В., Тригорлый С.В. Математическое моделирование СВЧ термообработки диэлектриков с учетом изменения их физических свойств // Вопросы электротехнологии. 2020. № 3. С. 5–12.
- Теплотехника / под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 2002. 671 с.
- Комаров В.В. Погрешность линеаризации решения совместной краевой задачи электродинамики и теплопроводности для некоторых диссипативных диэлектриков // Радиотехника. 2006. № 12. С. 78–82.
- Комаров В.В. Снижение вычислительных затрат компьютерного моделирования устройств микроволновой обработки материалов // Наукоемкие технологии. 2008. № 8. C. 45–49.
