Энергетика СВЧ в народном хозяйстве: применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности
Категория реферата: Рефераты по технологии
Теги реферата: лечение реферат, изложение 6 класс
Добавил(а) на сайт: Korotkov.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5
СВЧ нагрев движущихся диэлектрических лент и изделий круглого поперечного сечения
Применение СВЧ нагрева движущихся лент позволяет существенно поднять
производительность установок нагрева и во многих случаях значительно
улучшить качество выпускаемой продукции. Так, полимеризация в СВЧ полях
капроновых канатов увеличивает их прочность на разрыв в несколько раз. При
СВЧ сушке стеклоленты удается понизить ее конечную влажность до 1% и
увеличить скорость процесса до 4 — 5 м/мин. Длина камеры, в которой
происходит сушка, составляет 1 м при СВЧ мощности на входе 1,5 кВт. Сушка
СВЧ нагревом бумажной ленты на бумагоделательных комбинатах позволяет
увеличить скорость протягивания ленты через сушильную камеру с 8 до 100
м/мин.
Первоначально в высокочастотных установках для фиксации и сушки крученых изделий из синтетических волокон обрабатываемые изделия протягивали между пластинами конденсаторов.
Главными недостатками этих установок являлись низкий КПД, сложность экранирующих конструкций и электрические пробои при влажном состоянии изделий. Эти недостатки можно устранить, применив в качестве основы камеры сушки и фиксации ЗС, по продольной оси которой протягивается крученое волокно, а на конце ЗС подключается согласованная нагрузка (рис. 3), которая служит для поддержания режима бегущей волны в ЗС.
[pic]
Рис. 3. Схема установки для фиксации и сушки крученых изделий из
синтетических волокон:
1 — СВЧ генератор; 2 — камера для фиксации сушки в виде замедляющей
системы; 3 — согласованная нагрузка; 4 — станция для натяжения и
транспортирования синтетического изделия 5; 6 — груз.
Это дополнительно уменьшает опасность пробоя по сравнению со случаем, когда в ЗС был бы режим стоячей волны. Таким образом, обрабатываемое изделие протягивается в области сильного высокочастотного электрического поля замедленной бегущей вдоль ЗС волны и занимает значительную часть поперечного сечения, в пределах которого расположено электромагнитное поле этой волны. Кроме того, благодаря замедлению волны длина камеры получается существенно меньше, чем в случае применения волноводов или коаксиальных линий. Отметим также, что направление движения изделия и бегущей электромагнитной волны могут совпадать (режим прямотока или прямоточная сушилка), а могут быть и противоположными (режим противотока). В режиме прямотока наибольшая подводимая к сушилке СВЧ мощность приходится на влажные части обрабатываемого диэлектрика, а в режиме противотока — на почти сухие. Важно еще отметить, что при проектировании подобных сушилок необходимо учитывать не только поглощение изделием СВЧ энергии, но и конвективный теплообмен с окружающим пространством.
Обеспечение равномерности нагрева по толщине. Для тонких лент
(бумаги, стеклоткани и т.п.) проблемы неравномерности нагрева по толщине не
возникает, поскольку толщина лент меньше (обычно в 200 — 500 раз) рабочей
длины волны и нагревающее электрическое СВЧ поле практически не меняется по
толщине материала. Иное дело для материала круглого поперечного сечения
(капроновые канаты, сосисочный фарш и пр.), где диаметр поперечного сечения
соизмерим с рабочей длиной волны (скажем, более 0,1l), особенно если
диэлектрическая проницаемость материала велика и равна нескольким десяткам.
Тогда электрическое СВЧ поле, а следовательно, и нагрев по сечению могут
быть крайне неравномерны. Ели не добиться равномерности выделения тепла по
сечению, то выравнивание температуры будет происходить за счет
теплопроводности и тогда, чтобы не перегреть области с сильным полем, придется снижать мощность СВЧ нагрева и удлинять время обработки. В
результате преимущества СВЧ нагрева могут быть сведены к нулю.
Рассмотрим конкретный пример. В первых установках для нагрева стержней круглого поперечного сечения применялся круглый волновод с волнами типа E0i, вдоль продольной оси которого по кварцевой трубке пропускалось нагреваемое вещество (рис. 4). При больших значениях e обрабатываемого диэлектрика, равных 20 — 50 и более, распределение тепла по радиусу получается очень неравномерным: вблизи оси - максимум нагрева, а затем с увеличением r все более быстрый спад почти до нуля, причем спад тем более быстрый, чем больше e (рис. 5).
[pic]
Рис. 4. СВЧ нагреватель для диэлектрического стержня в виде круглого
волновода:
1 — волновод; 2 — нагреваемый диэлектрик; 3 — кварцевая трубка.
Обозначим через g1= [pic] радикальную постоянную для области, занимаемой диэлектриком. Здесь k=2p/l — волновое число, а b=2p/lв — постоянная распространения волны вдоль продольной оси в объеме обрабатываемого диэлектрика.
[pic]
Рис. 5. Распределение мощности источников тепла P(r)/P(0) в зависимости от r/rд для различных значений e1 в нагревателе, изображенном на рис. 4 (rд=1 см; R=5 см; l=12,6 см).
Теоретический анализ показывает, что мощность источников тепла P(r) в зависимости g1r изменяется волнообразно, а перемещать максимумы и минимумы по направлению r можно изменяя g1. Поэтому для получения равномерного распределения источников по r необходимо подобрать соответствующие значения g1. Как видно из формулы для g1, при заданных значениях e1 и k=2p/l это равноценно подбору соответствующего значения b=2p/lв=w/vф, т.е. фазовой скорости волны vф вдоль продольной оси волноведущей системы.
Нагрев по сечению будет равномерным, если первый от оси максимум функции P(r)=f(g1r) располагается в пределах обрабатываемого диэлектрика при некотором значении 0
Скачали данный реферат: Konstantinov, Янаев, Vikul, Ника, Kol'cov, Olimpiada, Мосяков, Ofelija.
Последние просмотренные рефераты на тему: бесплатные рефераты, рефераты бесплатно, готовые дипломные работы, банки рефератов.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5