Исследование и разработка рабочих камер для СВЧ нагрева с улучшенными характеристиками

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ РАВНОМЕРНОГО ОБЪЕМНОГО СВЧ НАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Бытовые СВЧ печи. Их конструкция и тенденции развития
1.2. Нагрев диэлектриков переменным электромагнитным полем
1.3. Математическая модель процесса взаимодействия электромагнитных волн с поглощающими средами в призматических резонаторах.
1.4. Современные тенденции развития методов решения внутренних краевых задач электродинамики и теплопроводности
1.5. Выводы по первой главе
2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ПРИЗМАТИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ
2.1. Расчет электромагнитных полей в многомодовом полностью заполненном диэлектриком с потерями призматическом резонаторе при его возбуждении от одного источника энергии.
2.1.1. Структура электромагнитного поля в волноводе.
2.1.2. Структура электромагнитного поля в резонаторе
2.1.3. Программная реализация алгоритма.
2.2. Расчет электромагнитных полей в частично заполненном диэлектриком с потерями многомодовом призматическом резонаторе при его возбуждении от одного источника энергии.
2.3. Расчет электромагнитных полей в частично заполненном диэлекгриком с потерями многомодовом призматическом резонаторе при его возбуждении от двух источников энергии
2.3.1. Электромагнитные поля в волноводах и резонаторе
2.32. Программная реализация алгоритма.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МНОГОМОДОВОМ РЕЗОНАТОРЕ
3.1. Выбор объекта исследования
3.2. Выбор места расположения вводов энергии
3.3. Влияние геометрических размеров камеры на ее электродинамические характеристики
3.4. Влияние места расположения нагрузки на электродинамические характеристики камеры.
3.5. Выводы по третьей главе
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Конструкция исследуемой СВЧ печи.
4.2. Исследование электродинамических параметров
экспериментальной установки на низком уровне мощности.
4.2.1. Зависимость КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки камеры стаканов с водой
4.2.2. Зависимости КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки камеры пробирок с водой
4.2.3. Зависимости КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки деревянных брусков .
4.3. Анализ распределений плотностей токов в стенках камеры
4.4. Экспериментальные исследования распределения теплового поля в многомодовом резонаторе
4.4.1. Выбор методики измерений.
4.4.2. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки сосудов с водой
4.4.3. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки пробирок с водой
4.4.4. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки деревянных брусков
4.5. Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Достижения современной СВЧ электроники нашли широкое применение во многих областях человеческой деятельности. В значительной степени это связано с простотой преобразования электромагнитной энергии из одного вида в другой и. возможностью передачи энергии СВЧ колебаний на значительные расстояния. Основными областями применения электромагнитных колебаний диапазона СВЧ являются радиолокация, радионавигация, связь и ускорительная техника. Названные области применения СВЧ колебаний характеризуются большой мощностью излучения, используемых генераторов, в частности магнетронов.
Совершенно новые области применения СВЧ энергии открылись с развитием в х годах XX века магнетронов. В частности, устройства на основе СВЧ колебаний стали применять в технологических установках, предназначенных для нагрева, сушки и обработки различных материалов. Интерес к методам СВЧ обработки материалов обусловлен рядом особых свойств электромагнитных колебаний СВЧ диапазона, таких как объемный характер поглощения СВЧ энергии, проникновение на достаточную глубину СВЧ полей в нагреваемый материал и, бесконтактность передачи энергии объекту воздействия.
При обработке пищевых продуктов, пластмасс, сушке продуктов сельского хозяйства и древесины СВЧ нагрев имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с обычной тепловой обработкой. Вопервых микроволновое излучение обеспечивает быстрый нагрев по всему объему материала, поэтому при приготовлении пищевых продуктов уменьшается разрушение содержащихся в продуктах витаминов, а также происходит эффект стерилизации вредной микрофлоры. Это позволяет получать экологически чистые, богатые витаминами продукты питания с длительным сроком хранения. Вовторых, при использовании микроволновой энергии заметно сокращается время нагрева, поэтому производительность СВЧ установок выше, чем у установок традиционного типа нагрева при одинаковой потребляемой мощно
сти от силовой электросети. Кроме того, использование СВЧ энергии вносит существенный вклад в программу энергосбережения 1.
Достоинствами нагревательных установок,, использующих СВЧ энергию являются также постоянная готовность к работе высокий кпд малая инерционность нагрева и возможность полной автоматизации процесса, что в целом позволяет получать более высокое качество продукции.
Актуальность