Моделирование процесса нагрева зерна в СВЧ-поле универсального электротехнического модуля при различных алгоритмах работы электрооборудования

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.