Моделирование процесса нагрева зерна в СВЧ-поле универсального электротехнического модуля при различных алгоритмах работы электрооборудования
Автор: Васильев Алексей Николаевич, Будников Дмитрий Александрович, Васильев Алексей Алексеевич
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование
Статья в выпуске: 1 (33), 2016 года.
Бесплатный доступ
В технологических процессах обработки зерна обязательно соблюдение температурных режимов, поскольку их нарушение может сказаться на товарных и семенных качествах зерна. Поэтому целесообразно иметь математическую модель изменения температуры в зерновке при воздействии поля СВЧ. Поскольку по технологии может быть недостаточно однократного нагрева зерна в поле СВЧ, необходимо иметь математическое описание изменения температуры в зерновке при последовательном нагреве и остывании зерновки. Цель исследований, представленных в данной статье, - разработать аналитическое описание процесса нагрева зерновки при СВЧ-воздействии. Моделирование проводили с использованием математического пакета прикладных программ MATLAB. На первом этапе выполняли моделирование однократного нагрева в зонах зерновки при СВЧ-воздействии. Время моделирования выбрано таким, чтобы максимальная температура нагрева любой зоны зерновки не превышала 55 °C. Исходной температурой зерна для каждой зоны принята температура при завершении процесса моделирования СВЧ-нагрева. В статье представлены результаты математического моделирования процессов нагрева зерна в поле сверхвысокой частоты при различных режимах работы магнетронов. Результаты моделирования показывают, что в процессе нагревания зерновки за счёт воздействия поля СВЧ наблюдается неравномерный нагрев зон зерновки. Сформулированы краевые задачи и представлены решения дифференциальных уравнений, описывающих нагрев и охлаждение зерна в поле СВЧ. Полученные уравнения изменения температуры в зонах зерновки с различной влажностью позволяют рассчитывать динамику нагрева и охлаждения зерна при использовании поля СВЧ в технологических процессах обработки зерна. Полученные кривые нагрева и охлаждения показывают, что в процессе обработки имеется неравномерность нагрева частей зерновки, которая может существенно повлиять на технологические и посевные качества зерна.
Зерно, обеззараживание, импульсное воздействие, энергоемкость, удельная мощность
Короткий адрес: https://sciup.org/140204358
IDR: 140204358
Список литературы Моделирование процесса нагрева зерна в СВЧ-поле универсального электротехнического модуля при различных алгоритмах работы электрооборудования
- Мартинсон, Л.К. Дифференциальные уравнения математической физики: учебник для вузов/Л.К. Мартинсон, Ю.И. Малов; под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. -Изд. 4-е, стер. -Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. -367 с.
- Егоров, Г.А. Влияние тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна/Г.А. Егоров. -Москва: Колос, 1973. -255 с.
- Диденко, А.Н. СВЧ-энергетика: теория и практика/А.Н. Диденко. -Москва: Наука, 2003. -446 с.
- Ануфриев, И.Е. MATLAB7/И.Е. Ануфриев, А.Б. Смирнов, Е.Н. Смирнова. -Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2005. -1104 с.
- Васильев, А.Н. Постановка задачи теплопроводности при СВЧ-нагреве зерна для обеззараживания/А.Н. Васильев, Д.А. Будников, А.А. Васильев//Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. -2014. -№ 1(13). -С. 56-62.
- Васильев, А.Н. Влияние особенностей уборки зерна на режимы его обеззараживания в поле СВЧ/А.Н. Васильев, Д.А. Будников, А.А. Васильев//Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. -2014. -№ 1(13). -С. 82-85.
- Васильев, А.Н. Влияние неравномерности распределения влаги в зерне на расчет теплопроводности при СВЧ-обеззараживании/А.Н. Васильев, Д.А. Будников, А.А. Васильев//Вестник ВИЭСХ. -2013. -№ 2(11). -С. 41-44.