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
1. Марков А.В. Математическая модель СВЧ-термообработки влажных материалов // Прикладная физика. - 2005. - № 3. - С. 92-95.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Дьяконов К.Ф., Горяев А.А. Сушка древеси-ны токами высокой частоты. - М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 168 с.
12. Torgovnikov G.I. Dielectric properties of wood and wood based materials. - Berlin: Springer Verlag, 1993. - 194 p.
13. Справочник по сушке древесины / Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш [и др.]. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть,1990. - 304 с.
