Моделирование процесса высокочастотного нагрева влажной древесины в вакуумно-диэлектрической сушильной камере
Автор: Качанов А.Н., Коренков Д.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 9, 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются вопросы высоко-частотного диэлектрического нагрева при сушке древесины в вакуумно-диэлектрических сушильных камерах. Так как размеры загрузки обычно соизмеримы с длиной электромагнит-ной волны, распределение электромагнитного поля приобретает волновой характер. Неод-нородность поля является причиной неравно-мерности температуры по длине загрузки. В результате неравномерного нагрева и сушки образуются дефекты, снижающие качество высушенного пиломатериала и увеличиваю-щие брак продукции. В итоге увеличиваются удельные затраты электроэнергии на сушку, которые и так высоки для данного типа ка-мер. Конечной целью исследования является повышение энергоэффективности вакуумно-диэлектрических камер, для чего необходимо более глубокое изучение процессов высокоча-стотного нагрева и сушки. Для теоретиче-ского изучения нагрева древесины в вакуумно-диэлектрической камере разработана двух-мерная математическая модель, которая учитывает указанные волновые явления и за-висимость теплофизических и диэлектриче-ских свойств материала от температуры и влагосодержания. При численном моделирова-нии принято, что токопроводы подключены к электродам посередине, поэтому расчет про-изводится только для одной симметричной части. В статье иллюстрируются результа-ты решения разработанной модели методом конечных элементов при разном влагосодер-жании материала и разной частоте поля. Распределения внутренних источников теп-лоты и температуры проводятся для различ-ных моментов времени нагрева в диапазоне от 0 до 30 мин. Анализ результатов показы-вает, что наиболее равномерный нагрев мож-но осуществить на частоте 1,73 МГц, но низ-кая интенсивность процесса технологически нежелательна. Высокая интенсивность до-стигается на частоте 13,56 МГц, но сопро-вождается неравномерностью нагрева.
Высокочастотный нагрев, математическая модель, вакуумно-диэлектрическая сушка, распределение напря-женности электрического поля
Короткий адрес: https://sciup.org/14084786
IDR: 14084786
Список литературы Моделирование процесса высокочастотного нагрева влажной древесины в вакуумно-диэлектрической сушильной камере
- Качанов А.Н., Сальников В.Г., Чукумов М.Н. Технико-экономический анализ способов сушки древесины//Проблемы энергетики Казахстана. -Алматы: Гылым, 1994. -С. 60-61.
- Болдырев П.В. Сушка древесины: Практиче-ское руководство. -СПб.: Профикс, 2002. -156 с.
- Завадский Ю.В. Моделирование волновых процессов. -М.: Наука, 1991. -248 с.
- Jolly P., Turner I. Non linear field solution of one dimensional microwave heating//Journal of microwave power and electromagnetic en-ergy. -1990. -Vol. 25 № 1. -P. 3-15.
- Комаров В.В. Формулировки математиче-ских моделей процессов взаимодействия электромагнитных волн с дисспативными средами в СВЧ-нагревательных системах//Физика волновых процессов и радиотехни-ческие системы. -2010. -Т. 13. -№ 4. -С. 57-63.
- Дульнев Г.Н., Парфѐнов В.Г., Сигналов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теп-лообмена: учеб. пособие для вузов. -М.: Высш. шк., 1990. -207 с.
- Справочник по сушке древесины/Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш ; под. ред. Е.С. Богданова. -4-е изд., перераб. и доп. -М.: Лесн. пром-сть,1990. -304 с.
- Лесная энциклопедия: в 2 т. T. 1/гл. ред. Г.И. Воробьев; ред. кол.: Н.А. Анучин, В.Г. Атрохин, В.Н. Виноградов . -М.: Сов. энциклопедия, 1985. -563 с.
- High-frequency heating behavior of veneer-based composites: modeling and validation/P. Wey, B.J. Wang, C. Dai //BioRe-sourses. -2014. -№ 9(2). -P. 3304-3322.
- Petrescu С., Ferariu L. Modeling of dielectric heating in radio-frequency applicator optimized for uniform temperature by means of genetic algorithms//International Scholarly and Scien-tific Research & Innovation. -2008. -№ 2(11). -P. 3668-3673.
- Jolly P., Turner I. Nonlinear field solution of one dimensional microwave heating//Journal of microwave power and electromagnetic en-ergy. -1990. -Vol. 25, № 1. -P. 3-15.
- Княжевская Г.С., Фирсова М.Г., Килькеев Р.Ш. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов/под ред. А.Н. Шамова. -2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. -64 с.
