Описание электромагнитного поля в плоском конденсаторе при высокочастотном нагреве длинномерных диэлектриков
Автор: Качанов А.Н., Коренков Д.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 10, 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются вопросы высо-кочастотного нагрева. Исследование посвя-щено неравномерности нагрева, главной при-чиной которой является волновой характер распределения электромагнитного поля в материале. Неравномерность повышается с увеличением частоты поля и габаритов ма-териала. Данная проблема особенно актуаль-на для высокочастотных аппаратов для сушки древесины, длина загрузки которых может достигать 8 м. Для демонстрации неравно-мерности производятся расчеты распределе-ния напряженности электрического поля на разных частотах. Задача рассматривается в одномерной постановке. В качестве диэлек-трика выбрана древесина. Вычисления осу-ществляются 3 способами математического описания волновых явлений. Первый способ основывается на системе уравнений Максвел-ла и после ряда преобразований приводится к косинусоидальному виду. Второй описывает распределение электромагнитного поля в многослойной среде. Последний способ пред-ложен авторами и включает волновое уравне-ние Гельмгольца и граничные условия сим-метрии на свободном конце конденсатора и третьего рода в точке подключения токопро-вода. Для проверки корректности каждой из рассмотренных математических моделей приводятся ранее полученные эксперимен-тальные данные распределения напряжения по длине электродов рабочего конденсатора. На основе анализа расчетных и эксперименталь-ных результатов делаются выводы, что пер-вый способ наименее точный. Это объясняет-ся пренебрежением коэффициента затухания, который для влажной древесины обладает существенной величиной. Второй способ бо-лее точный, но, так же как и первый, привно-сит дополнительную погрешность в узлах напряжения. Максимальное совпадение с экс-периментом обеспечивает предложенная ав-торами модель при различных соотношениях длины волны и длины загрузки.
Высокочастотный нагрев древесины, распределение электромагнитного поля, вакуумно-диэлектрическая сушка
Короткий адрес: https://sciup.org/14084506
IDR: 14084506
Список литературы Описание электромагнитного поля в плоском конденсаторе при высокочастотном нагреве длинномерных диэлектриков
- Марков А.В. Математическая модель СВЧ-термообработки влажных материалов//Прикладная физика. -2005. -№ 3. -С. 92-95.
- Petrescu С., Ferariu L. Modeling of dielectric heating in radio-frequency applicator optimized for uniform temperature by means of genetic algorithms//International journal of computer, electrical, automation, control and information engineering. -2008. -Vol. 2. -№ 11. -P. 3668-3673.
- Palade P.А., Vicaş S.M., Vuşcan F.B. Aspects regarding the wood processing in high fre-quency electromagnetic fields//Analele Uni-versitătii din Oradea Fascicula: Ecotoxicologie, zootehnie şi tehnologii de industrie alimentară. -2010. -P. 1207-1214.
- Hossan M.R., Dutta P. Effects of temperature dependent properties in electromagnetic heat-ing//International Journal of Heat and Mass Transfer. -2012. -Vol. 55. -P. 3412-3422.
- Качанов А.Н., Чукумов М.Н. Повышение качества сушки на ПМО “Арай”//Проблемы комплексного развития регионов Казахста-на: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. Ч. 1. -Алматы: Изд-во КазгосИНТИ, 1996. -С. 131-134.
- Качанов А.Н., Коренков Д.А. Повышение энергоэффективности камер для вакуумно-диэлектрической сушки//Актуальные про-блемы энергосбережения и энергоэффек-тивности в технических системах: лекции 2-й Междунар. конф. с элементами научной школы. -Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2015. -С. 84-92.
- Княжевская Г.С., Фирсова М.Г., Килькеев Р.Ш. Высокочастотный нагрев диэлектри-ческих материалов/под ред. А.Н. Шамова. -2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Машино-строение, 1989. -64 с.
- Alpert Y., Jerby E. Coupled thermal-electromagnetic model for microwave heating of temperature-dependent dielectric media//IEEE Transactions on plasma science. -1999. -Vol. 27. -№ 2. -P. 555-562.
- Коренков Д.А. Распределение внутренних источников теплоты в процессе сушки дре-весины вакуумно-диэлектрическим спосо-бом//Энерго-и ресурсосбережение -XXI век: сб. науч. тр. XIII Междунар. науч.-практ. интернет-конф. -Орел, 2015. -С. 89-94.
- 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.
- Дьяконов К.Ф., Горяев А.А. Сушка древеси-ны токами высокой частоты. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. -168 с.
- Torgovnikov G.I. Dielectric properties of wood and wood based materials. -Berlin: Springer Verlag, 1993. -194 p.
- Справочник по сушке древесины/Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш . -4-е изд., перераб. и доп. -М.: Лесн. пром-сть,1990. -304 с.
