CC BY
6
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
Научная статья
УДК 636.92, 621.385.6
DOI: 10.24412/2227-9407-2023-5-57-71
Анализ конструкционных исполнений конвективно-сверхвысокочастотных хмелесушилок
Наталья Геннадьевна Горячева
Академия гражданской защиты МЧС России», г. о. Химки, Россия, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-4874-3922
Аннотация
Введение. Работа посвящена исследованию проблемы низкой энергоэффективности хмелесушилок путем выработки научно-технических основ разработки СВЧ-конвективных хмелесушилок управлением конфигурацией и комплектацией резонаторов.
Материалы и методы. Пользуясь трехмерным моделированием в программах CST Microwave Studio, SolidWorks, разработано конструкционное исполнение хмелесушилки; при статистической обработке результатов исследований использованы программы MS Office, включая Excel, Mathcad 14, Statgrahics Plus Windows. Теоретические исследования влаго- и теплообмена между поверхностью шишек хмеля и окружающей средой проводили с учетом влияния форм связи влаги с сырьем на кинетику сушки.
Результаты и обсуждение. Анализированы 16 СВЧ-конвективных хмелесушилок непрерывного действия с металлодиэлектрическими резонаторами разного конструкционного исполнения, предназначенных для сушки свежеубранного хмеля в условиях хмелеводческих хозяйств. Они содержат следующие основные узлы: магнетроны воздушного охлаждения с волноводами; керамические отражатели, поддерживающие свободные электромагнитные колебания разных видов, удовлетворяющих граничным условиям полного внутреннего отражения; запредельные волноводы, дополнительно выполняющие функции воздуховода и воздухоотвода; транспортирующие сырье механизмы, замедляющие системы в виде гребенок и спиралей; шкаф управления с электронными блоками и элементами системы управления технологическим процессом, включая датчики температуры, влажности, скорости перемещения сырья.
Заключение. Хмелесушилки предназначены для функционирования в условиях хмелеводческих хозяйств и обеспечения трехэтапной сушки и обеззараживания хмеля в непрерывном режиме при соблюдении электромагнитной безопасности. Внедрение микроволновой технологии сушки с применением конвективного способа испарения и удаления влаги из сушильной камеры позволяет сократить продолжительность процесса, сберечь ценные компоненты шишек. Предварительные исследования показывают, что интенсивность влаговыделения из шишек хмеля при эндогенно-конвективном нагреве возрастает в 5-6 раз по сравнению с конвективным способом сушки, при сохранении ценных для пивоварения качеств. Металлодиэлектрические резонаторы с криволинейной поверхностью, керамическими элементами и замедляющими системами обеспечивают электромагнитную безопасность без дополнительного экранирующего корпуса хмелесушилки. Применение транспортирующих средств в объемных резонаторах позволяет существенно повысить производительность хмелесу-шилок, снизить неравномерность нагрева сырья по толщине и исключить электрические пробои при его высокой влажности, если магнетроны с волноводами расположены на образующих резонаторов со сдвигом на 120 градусов. Экономический эффект от применения хмелесушилки производительностью 100 кг/ч составляет в пределах 900 тыс. руб ./месяц за счет снижения эксплуатационных расходов.
© Горячева Н. Г., 2023
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrtpfr/if тргнмгн nnifs fi ргтшгл! рпшрмрмт^^^^^^ч^ч^^
lyvMlvMIII^ ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx
Ключевые слова: анализ хмелесушилок с СВЧ-энергоподводом, металлодиэлектрические резонаторы, свеже-убранный хмель, магнетроны воздушного охлаждения, нестандартные конструкции резонаторов
Для цитирования: Горячева Н. Г. Анализ конструкционных исполнений конвективно-сверхвысокочастотных хмелесушилок // Вестник НГИЭИ. 2023. № 5 (144). С. 57-71. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-5-57-71
Analysis of structural designs of convective-ultrahigh-frequency hop dryers
Natalia G. Goryacheva
Academy of Civil Protection of the Ministry of Emergency Situations of Russia, Khimki, Russia goryacheva. [email protected], https://orcid.org/0000-0003-4874-3922
Introduction. The work is devoted to the study of the problem of low energy efficiency of hop dryers by developing scientific and technical foundations for the development of microwave convective hop dryers by controlling the configuration and configuration of resonators.
Materials and methods. Using three-dimensional modeling in CST Microwave Studio programs, SolidWorks has developed a structural design of a hop dryer; MS Office programs, including Excel, Mathcad 14, Statgrahics Plus Windows., were used for statistical processing of research results. Theoretical studies of moisture-heat exchange between the surface of hop cones and the environment were carried out taking into account the influence of the forms of moisture-raw material coupling on the kinetics of drying.
Results and discussion. 16 microwave convective continuous-action hop dryers with metal-dielectric resonators of various design designs designed for drying freshly harvested hops in conditions of hop farms are analyzed. They contain the following main components: air-cooled magnetrons with waveguides; ceramic reflectors supporting free electromagnetic oscillations of various types satisfying the boundary conditions of total internal reflection; transcendental waveguides additionally performing the functions of an air duct and an air outlet; mechanisms transporting raw materials, slowing down systems in the form of combs and spirals; control cabinet with electronic units and control system elements technological process, including sensors of temperature, humidity, speed of movement of raw materials. Conclusion. Hop dryers are designed to operate in conditions of hop farms and provide three-stage drying and disinfection of hops in a continuous mode while observing electromagnetic safety. The introduction of microwave drying technology using a convective method of evaporation and removal of moisture from the drying chamber allows you to shorten the duration of the process, save valuable components of cones. Preliminary studies show that the intensity of moisture release from hop cones during endogenous convective heating increases 5-6 times compared to the convective drying method, while preserving the qualities valuable for brewing. Metal-dielectric resonators with a curved surface, ceramic elements and retarding systems provide electro-magnetic safety without additional shielding housing of the hop dryer. The use of conveying means in volumetric resonators can significantly increase the productivity of hop dryers, reduce the uneven heating of raw materials in thickness and eliminate electrical breakdowns at high humidity if magnetrons with waveguides are located on the forming resonators with a shift of 120 degrees. The economic effect of using a hop dryer with a capacity of 100 kg/h is within 900 thousand rubles/month due to reduced operating costs.
Key words: analysis of hop dryers with microwave power supply, metal-dielectric resonators, freshly harvested hops, air-cooled magnetrons, non-standard resonator designs
For citation: Goryacheva N. G. Analysis of structural designs of convective-ultrahigh-frequency hop dryers // Bulletin NGIEI. 2023. № 5 (144). P. 57-71. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-5-57-71
Abstract
Введение
Известно, что в 2021 году в мире выращивали на 41,6 тыс. га ароматические сорта хмеля (68,2 %
от общей площади под хмельники). На долю горьких сортов хмеля приходилось 19,4 тыс. га (31,8 %). Самым крупным рынком ароматических сортов
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
хмеля является США. Там выращивают на 20,3 тыс. га, это 48,8 % всей площади под ароматические сорта хмеля в мире. В Чехословакии - на 4,6 тыс. га, т. е. на всей площади хмеля. В Германии выращивают хмель такого сорта на 10,7 тыс. га (25,7 %), а под горькие сорта хмеля отведено 9,3 тыс. га (47,7 % мировой площади). В России площадь под хмелем составила в 2021 году 0,2 тыс. га, из них 108 га приходилось на Чувашию, теперь планируют увеличить на 500 га. 05.04.2023 года подписано пя-тистороннее соглашение производителей хмеля в Чувашии. Создан образец комплекса уборки и сушки хмеля, планируют провести первые заводские испытания. Хмелесушилка ХС-400 включена в линейку сельхозтехники1.
Известно, что компоненты горьких веществ в шишках хмеля легко окисляются кислородом воздуха, и особенно этот процесс увеличивается при повышении температуры и в первый час нагрева шишек хмеля в хмелесушилках конвективным подводом тепла2.
Научная проблема - низкая энергоэффективность хмелесушилок с конвективным подводом тепла и отсутствие малогабаритных мобильных хмелесушилок непрерывно-поточного действия для хмелеводческих хозяйств, обеспечивающих сохранение потребительских свойств хмеля при сниженных эксплуатационных затратах.
Работа посвящена исследованию проблемы низкой энергоэффективности хмелесушилок путем выработки научно-технических основ разработки СВЧ-конвективных хмелесушилок управлением конфигурацией и комплектацией резонаторов.
Поэтому разработка хмелесушилки, обеспечивающей трехэтапную сушку свежеубранного хмеля с сохранением потребительских свойств хмеля при сниженных эксплуатационных затратах, является актуальной задачей. В работе решается задача оптимизации конструкционного исполнения и размеров резонаторов с криволинейными поверхностями, при которых в них возбуждаются только определенные виды колебаний за счет использования нескольких магнетронов воздушного охлаждения и керамических отражателей, позволяющих снизить потери и концентрировать СВЧ-энергию на сырье.
Материалы и методы
Трехмерные моделирования конструкционных исполнений хмелесушилок с металлодиэлек-трическими резонаторами разработаны в програм-
мах CST Microwave Studio, SolidWorks [3; 4; 5; 6]. При статистической обработке результатов экспериментальных исследований использовали пакет программ MS Office, включая Excel, Mathcad 14, Statgrahics Plus Windows. Повышение собственной добротности объемных резонаторов и концентрацию энергии электромагнитных излучений в сырье осуществляли с применением керамических отражателей.
Результаты и обсуждение
Ниже приведен анализ СВЧ-конвективных хмелесушилок непрерывного действия с металлоди-электрическими резонаторами разного конструкционного исполнения, предназначенных для сушки свежеубранного хмеля в условиях хмелеводческих хозяйств. Они содержат следующие основные узлы: магнетроны воздушного охлаждения с волноводами; керамические отражатели, поддерживающие свободные электромагнитные колебания разных видов, удовлетворяющие граничным условиям полного внутреннего отражения; запредельные волноводы, дополнительно выполняющие функции воздуховода и воздухоотвода; транспортирующие сырье механизмы, замедляющие системы в виде гребенок и спиралей; шкаф управления с электронными блоками и элементами системы управления технологическим процессом, включая датчики температуры, влажности, скорости перемещения сырья, толщины слоя и т. д.
В рабочих камерах электромагнитные волны фокусируются в определенных местах в объеме резонатора, в зависимости от расположения излучателей, выпуклости или вогнутости перфорированных керамических отражателей [7; 8; 9].
Анализированы разработанные 16 хмелесу-шилок, с учетом особенностей и электродинамических параметров резонаторов, а именно собственной добротности и напряженности электрического поля [10].
1. СВЧ-конвективная хмелесушилка с ме-таллодиэлектрическими резонаторами в виде параболоида и гиперболоидов (патент № 2774186). Особенности: применение нескольких генераторов, работающих на близких частотах, и криволинейность образующих резонаторов позволяют возбуждать в них только определенные виды колебаний и обеспечивают высокую напряженность электрического поля, достаточную для обеззараживания шишек хмеля [11; 12].
I ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Рис. 1. СВЧ-конвективная хмелесушилка с металлодиэлектрическими резонаторами в виде параболоида и гиперболоидов: 1, 7 - гиперболоиды-резонаторы; 2, 4, 6 - магнетроны; 3 - параболоид-резонатор; 5, 14 - запредельные волноводы-воздухоотводы; 8 - отверстие на вершине второго гиперболоида-резонатора; 9 - П-образный сетчатый ограничитель; 10, 12 - ветви сетчатого транспортера; 11 - электропривод; 13, 17 - керамические перфорированные двояковыпуклые диски; 15 - тепловая пушка; 16 - сушильная камера; 18 - приемная емкость Fig. 1. Microwave convective hop dryer with metal-dielectric resonators in the form of a paraboloid and hyperboloids: 1, 7 - hyperboloid resonators; 2, 4, 6 - magnetrons; 3 - paraboloid resonator; 5, 14 - transcendental waveguides-air vents; 8 - hole at the top of the second hyperboloidresonator; 9 - U-shaped mesh radio-transparent limiter; 10, 12 - branches
of the mesh conveyor; 11 - electric drive; 13, 17 - ceramic perforated biconvex discs; 15 - heat gun; 16 - drying chamber; 18 - receiving tank Источник: разработано автором в программе SolidWorks
2. СВЧ-конвективная хмелесушилка с по-ярусно расположенными резонаторами в виде полусфер и эллипсоида (патент № 27749612). Особенно-
сти: компактность, радиогерметичность, сушка хмеля в щадящем режиме.
Рис. 2. СВЧ-конвективная хмелесушилка с поярусно расположенными резонаторами в виде полусфер и эллипсоида: 1 - экранирующий корпус; 2 - запредельный волновод; 3, 8, 14 - магнетроны; 4 - верхний полусферический перфорированный резонатор; 5 - запредельный волновод-воздухоотвод; 6 - неферромагнитный перфорированный диск; 7 - перфорированный резонатор в виде эллипсоида; 9 - диэлектрический перфорированный диск; 10 - неферромагнитный перфорированный диск; 11 - нижний полусферический перфорированный резонатор; 12 - электропривод дисков; 13 - запредельный волновод;
15 - запредельный волновод-воздуховод Fig. 2. Microwave convective hop dryer with tiered resonators in the form of hemispheres and an ellipsoid: 1 - shielding housing; 2 - transcendental waveguide; 3, 8, 14 - magnetrons; 4 - upper hemispherical perforated resonator; 5 - transcendental waveguide-air outlet; 6 - non-ferromagnetic perforated disk; 7 - perforated resonator in the form of an ellipsoid; 9 - dielectric perforated disk; 10 - non-ferromagnetic perforated disk; 11 - lower hemispherical perforated resonator; 12 - electric drive of disks; 13 - out-of-bounds waveguide-discharge pipe; 15 - out-of-bounds waveguide-air duct Источник: разработано автором в программе SolidWorks
3. СВЧ-конвективная хмелесушилка с эллиптическими тороидальными резонаторами (патент № 2772987). Особенности: расположенные в середине сушильной установки соосно установленные эллип-
тические цилиндры, в виде П-образных тороидальных резонаторов, обеспечивают меньшие потери, а треугольные призматические резонаторы повышают радиационную добротность.
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
Рис. 3. СВЧ-конвективная хмелесушилка с эллиптическими тороидальными резонаторами: 1 — загрузочная емкость с заслонкой; 2, 9 - треугольные призматические резонаторы с вогнутой гранью; 3, 6 — магнетроны на призматических резонаторах; 4 — воздухоотводы; 5 — внутренние эллиптические цилиндры; 7 — наружный эллиптический цилиндр; 8 — выгрузная емкость; 10 — воздуховод; 11 — сеточный радиопрозрачный транспортер; 12 — тепловая пушка; 13 — электропривод транспортера; 14 — керамическая двояковыпуклая перфорированная четырехгранная плита; 15 — радиопрозрачный сеточный ограничитель; 16 — прорезь Fig. 3. Microwave convective hop dryer with elliptical toroidal resonators: 1 — loading container with a flap; 2, 9 - triangular prismatic resonators with a concave face; 3, 6 — magnetrons on prismatic resonators; 4 — air vents; 5 — internal elliptical cylinders; 7 — external elliptical cylinder; 8 — discharge capacity; 10 — air duct; 11 — radio-transparent mesh conveyor; 12 — heat gun; 13 — electric drive of the conveyor; 14 — ceramic biconvex perforated tetrahedral plate; 15 — radio—transparent mesh limiter; 16 - slot Источник: разработано автором в программе SolidWorks
4. СВЧ-конвективная хмелесушилка с состыкованными тороидальными и астроидальными резонаторами (патент № 2772992). Особенности: чередование резонаторов обеспечивает разную ско-
рость нагрева и сушки хмеля с соблюдением скважности технологического процесса менее 0,5, что гарантирует равномерный нагрев и сушку шишек хмеля.
Рис. 4. СВЧ-конвективная хмелесушилка с состыкованными тороидальными и астроидальными резонаторами: 1 — загрузочная емкость; 2 — первая половина усеченной астроиды без магнетронов; 3 — керамические перфорированные двояковыпуклые диски; 4 — вторая половина усеченной астроиды с магнетронами; 5 — тороидальные резонаторы; 6 — магнетроны; 7 — усеченные астроиды; 8, 12 — ветви транспортера; 9 — диэлектрический сеточный ограничитель; 10 — электропривод; 11 — приемная емкость; 13 — воздуховоды с тепловой пушкой; 14 — воздухоотводы; 15 — конденсаторные части
тороидальных резонаторов; 16 — последняя усеченная астроида Fig. 4. Microwave convective hop dryer with docked toroidal and astroid resonators: 1 — loading capacity; 2 — the first half of the truncated astroid without magnetrons; 3 — ceramic perforated biconvex discs; 4 — the second half of the truncated astroid with magnetrons; 5 — toroidal resonators; 6 — magnetrons; 7 — truncated astroids; 8, 12 — conveyor branches; 9 — dielectric grid limiter; 10 — electric drive; 11 - receiving tank; 13 — air ducts with a heat gun; 14 — air vents; 15 — condenser parts of toroidal resonators; 16 — the last truncated astroid Источник: разработано автором в программе SolidWorks
5. СВЧ-конвективная хмелесушилка с полусферическим резонатором (патент № 2770628). Особенности: хмелесушилка с диэлектрическим распре-
делителем хмеля обеспечивает поэтапное обезвоживание свежеубранного хмеля и электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса.
I ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Рис. 5. СВЧ-конвективная хмелесушилка с полусферическим резонатором: 1 - бункер загрузки; 2 - полусферический резонатор; 3 - керамические перфорированные двояковыпуклые перегородки; 4 - магнетроны; 5 - поворотное перфорированное неферромагнитное основание; 6 - воздуховоды; 7 - электрокалорифер; 8 - опорные ролики; 9 - электропривод; 10 - диэлектрический отсекатель; 11 - приемная емкость; 12 - воздухоотводы; 13 - диэлектрический распределитель в виде отсеков 15;
14 - цилиндрическая часть хмелесушилки Fig. 5. Microwave convective hop dryer with hemispherical resonator: 1 - loading hopper; 2 - hemispherical resonator; 3 - ceramic perforated biconvex partitions; 4 - magnetrons with waveguides; 5 - rotary perforated non-ferromagnetic base;
6 - air ducts; 7 - electric calorifier; 8 - support rollers; 9 - electric drive; 10 - dielectric compartment; 11 - receiving tank; 12 - air vents; 13 - dielectric distributor in the form of compartments 15; 14 - cylindrical part of the hop dryer Источник: разработано автором в программе SolidWorks
6. СВЧ-конвективная хмелесушилка с ярусно расположенными резонаторами с экспоненциальными поверхностями (заявка № 2022126576). Особенности: конструкция радиогерметичная, а диэлек-
трические шнеки с переменным диаметром витков обеспечивают равномерное распределение шишек хмеля в соответствии с изменением глубины проникновения волны.
Рис. 6. СВЧ-конвективная хмелесушилка с ярусно расположенными резонаторами с экспоненциальными поверхностями: 1, 14, 20 - электроприводы шнеков; 2, 26 - шлюзовые затворы; 3, 11, 19 — керамические вогнутые зеркала; 4, 10, 18 — объемные резонаторы; 5, 15, 22 — волноводы с магнетронами воздушного охлаждения; 6, 13, 24 — винтовые шнеки; 7, 12, 21 - воздуховоды; 8, 16, 23 - воздухоотводы - запредельные волноводы; 9, 17 - переходники; 28 - тепловые пушки Fig. 6. Microwave convective hop dryer with tiered resonators with exponential surfaces: 1, 14, 20 - electric screw drives; 2, 26 - sluice gates; 3, 11, 19 - ceramic concave mirrors; 4, 10, 18 - volumetric resonators; 5, 15, 22 - waveguides with magnetrons of air cooling; 6, 13, 24 - screw augers; 7, 12, 21 - air ducts; 8, 16, 23 - air vents -transcendental waveguides; 9, 17 - adapters; 28 - heat guns Источник: разработано автором в программе SolidWorks
7. СВЧ-конвективная хмелесушилка с коаксиальными резонаторами и винтовым бесприводным конвейером (заявка № 2022126578). Особенности: использование бесприводного винтового конвейера снижает энергетические затраты. Экс-
поненциальные образующие и керамические зеркала создают условия для рекуперации, т. е. для повторного и многократного использования электромагнитной мощности, излучаемой системой магнетронов.
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
Рис. 7. СВЧ-конвективная хмелесушилка с коаксиальными резонаторами и винтовым бесприводным конвейером: 1 — загрузочная емкость; 2, 12 — шлюзовые затворы;
3 — крышка распределительной зоны; 4 — диэлектрический перфорированный бесприводной винтовой конвейер; 5, 7, 9 — неферромагнитные перфорированные винты; 6, 8, 10 — коаксиальные резонаторы в виде усеченных конусов, без кольцевых оснований; 11 — коническое неферромагнитное основание; 13, 14, 15 — воздуховоды с индивидуальными тепловыми пушками; 16, 19, 22 — перфорированные неферромагнитные цилиндры, с основаниями; 17, 20, 24 — перфорированные керамические цилиндры с вогнутой боковой поверхностью; 18, 21, 25 -воздухоотводы от соответствующих резонаторов; 23 — волноводы с магнетронами Fig. 7. Microwave convective hop dryer with coaxial resonators and helical drive-free conveyor: 1 — loading tank; 2, 12 — sluice gates; 3 — distribution zone cover; 4 — dielectric perforated non—drive screw conveyor; 5, 7, 9 — non-ferromagnetic perforated screws;
6, 8, 10 - coaxial resonators in the form of truncated cones, without annular bases; 11 — conical non-ferromagnetic base; 13, 14, 15 — air ducts with individual heat guns; 16, 19, 22 — perforated non—ferromagnetic cylinders, with bases; 17, 20, 24 — perforated ceramic cylinders with a concave side surface; 18, 21, 25 — air vents from the corresponding resonators; 23 — waveguides with magnetrons Источник: разработано автором в программе SolidWorks
8. СВЧ-конвективная хмелесушилка с тороидальными призматическими резонаторами (заявка № 2022122747). Особенности: электромагнитная безопасность обеспечивается за счет использования алюминиевых спиральных витков, перекрывающих отверстия диаметром диэлектрической трубы на
9. СВЧ-конвективная хмелесушилка с открытыми цилиндрическими резонаторами (заявка №
гранях наружных призм. Равномерность нагрева сырья обеспечивается за счет того, что шаг витка шнека менее, чем две глубины проникновения волны в сырье. Керамическая перфорированная труба обладает оптической системой формирования падающих и отраженных волн.
2022126575). Особенности: низкие удельные энергетические затраты.
Рис. 8. СВЧ-конвективная хмелесушилка с тороидальными призматическими
резонаторами: 1 — тороидальные резонаторы; 2 — загрузочная емкость; 3 — керамическая перфорированная труба; 4 — диэлектрический винтовой шнек с перфорированными наклонными витками; 5 — магнетроны с волноводами; 6 — наружная призма; 7 внутренняя призма резонатора; 8 — воздуховоды
диэлектрические; 9 — неферромагнитные витки шнека Fig. 8. Microwave convective hop dryer with toroidal prismatic resonators: 1 — toroidal resonators; 2 — loading tank; 3 — ceramic perforated pipe; 4 — dielectric screw with perforated inclined coils; 5 — magnetrons with waveguides; 6 — outer prism; 7 — inner prism of the resonator; 8 — dielectric air ducts; 9 — non-ferromagnetic screw turns Источник: разработано автором в программе SolidWorks
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if тргнмп!nizirs fi ргтшгл! рпшрмрмт^^^^^^^^^Ё
ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx
Рис. 9. СВЧ-конвективная хмелесушилка с открытыми цилиндрическими резонаторами: 1 - загрузочная емкость; 2 - задвижка; 3 - воздухоотвод;
4 - открытый неферромагнитный резонатор; 5 - керамическое зеркало;
6 - перфорированный фторопластовый ячеистый барабан; 7 - перфорированные фторопластовые перегородки; 8 - приемная емкость; 9 - задвижка;
10 - воздуховод; 11 - электропривод барабана; 12 - магнетроны Fig. 9. Microwave convective hop dryer with open cylindrical resonators: 1 - loading tank; 2 - gate valve; 3 - air outlet; 4 - open non-ferromagnetic resonator;
5 - ceramic mirror; 6 - perforated fluoroplastic cellular drum; 7 - perforated fluoroplastic partitions; 8 - receiving tank; 9 - gate valve; 10 - air duct;
11 - electric drum drive; 12 - magnetrons Источник: разработано автором в программе SolidWorks
10. СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми гребенчатыми направляющими (патент № 2792675) [13]. Особенности: за счет неферромаг-
нитных емкостей, облицовок торцов фторопластовых гребенчатых направляющих обеспечивается электромагнитная безопасность.
Рис. 10. СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми
гребенчатыми направляющими: 1 - загрузочный транспортер; 2 - загрузочная емкость; 3, 15, 27 -полуцилиндрические части резонаторов; 4, 9, 16, 21, 28, 33 - неферромагнитные сегменты; 5, 17, 29 -перфорированные фторопластовые гребенчатые направляющие; 6, 10, 18, 22, 30, 34 - неферромагнитные облицовки; 7, 19, 31 - магнетроны с волноводами; 8, 20, 32 - воздухоотводы - запредельные волноводы;
11, 23, 35 - неферромагнитные призматические основания; 12, 24, 36 - диэлектрические сеточные транспортеры; 13, 25,37 - перфорированные вогнутые керамические зеркала; 14, 26, 38 - воздуховоды;
39 - приемная емкость; 40 - ячеистый барабан Fig. 10. Microwave convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides: 1 - loading conveyor; 2 - loading tank; 3, 15, 27 - semi-cylindrical parts of resonators; 4, 9, 16, 21, 28, 33 -
non-ferromagnetic segments; 5, 17, 29 - perforated fluoroplastic comb guides; 6, 10, 18, 22, 30, 34 -non-ferromagnetic facings; 7, 19, 31 - magnetrons with waveguides; 8, 20, 32 - air vents - transcendental waveguides; 11, 23, 35 - non-ferromagnetic prismatic bases; 12, 24, 36 - dielectric grid conveyors; 13, 25,37 -perforated concave ceramic mirrors; 14, 26, 38 - air ducts; 39 - receiving tank; 40 - cellular drum Источник: разработано автором в программе SolidWorks
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
11. СВЧ-конвективная мобильная хмелесу-шилка с полуцилиндрическими резонаторами (заявка № 2022129059) [14]. Особенности: установленные в зазорах по ширине транспортеров ячеистые
неферромагнитные ворошители глубиной ячеек не более двух глубин проникновения волны в шишки хмеля обеспечивают равномерное перемешивание в щадящем режиме и равномерную толщину слоя.
Рис. 11. СВЧ-конвективная мобильная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами: 1, 4, 7 — резонаторы; 2, 5, 8 — магнетроны; 3, 6, 9 — воздухоотводы с вытяжными вентиляторами; 10 — загрузочная емкость; 11, 23, 28 — сеточные транспортеры; 12 — патрубок для пылесоса; 13 — холостая ветвь
транспортера 11; 14 — поддон; 15, 20, 25 — электроприводы транспортеров; 16, 19, 24 — ячеистые ворошители; 17, 21, 26 — воздуховоды с тепловой пушкой; 18, 22, 27 — плосковыпуклые керамические полудиски; 29 — приемная емкость Fig. 11. Microwave convective mobile hop dryer with semi-cylindrical resonators: 1, 4, 7 — resonators; 2, 5, 8 - magnetrons; 3, 6, 9 — air vents with exhaust fans; 10 — loading tank; 11, 23, 28 — mesh conveyors; 12 — vacuum cleaner nozzle; 13 — idle branch of the conveyor 11; 14 — pallet; 15, 20, 25 — electric drives of conveyors; 16, 19, 24 — cellular agitators; 17, 21, 26 - air ducts with a heat gun; 18, 22, 27 — flat-convex ceramic half-discs; 29 — receiving capacity Источник: разработано автором в программе SolidWorks
12. СВЧ-конвективная карусельная хмелесу-шилка с резонаторами в виде сегментов коаксиального цилиндра (заявка № 2023103990). Особенности: в связи с тем, что скважность технологического процесса равна 0,5, поэтому в сырье происходит вырав-
нивание влажности, температуры и давления по всему сечению. Такое многократное воздействие ЭМП-СВЧ с конвективным способом удаления выделенной влаги способствует сушке хмеля в щадящем режиме и сохранению его потребительских свойств.
Рис. 12. СВЧ-конвективная карусельная хмелесушилка с резонаторами в виде сегментов коаксиального цилиндра: 1 — неферромагнитные радиальные сегменты коаксиального цилиндра; 2 — диэлектрическая перфорированная кольцевая платформа на раме 3; 4 — неферромагнитные воздуховоды с тепловыми пушками; 5 — воздухоотвод с вытяжным вентилятором; 6 — волноводы с магнетронами; 7 — неферромагнитная загрузочная
емкость; 8 — неферромагнитный спиральный электроприводной шнек; 9 - диэлектрическая перфорированная кольцевая платформа; 10 — диэлектрические кольцевые гребенки; 11 — диэлектрический безосевой жесткий винтовой электроприводной шнек; 12 — приемная емкость; 13 — выпуклые керамические отражатели;
14 — диэлектрический ограничитель Fig. 12. Microwave convective carousel hop dryer with resonators in the form of segments of a coaxial cylinder: 1 — non-ferromagnetic radial segments of the coaxial cylinder; 2 — dielectric perforated ring platform on the frame 3; 4 — non-ferromagnetic air ducts with heat guns; 5 — air outlet with exhaust fan; 6 — waveguides with magnetrons; 7 — non-ferromagnetic loading tank; 8 — non-ferromagnetic spiral electric screw; 9 - dielectric perforated ring platform; 10 — dielectric ring combs; 11 — dielectric axial rigid screw electric screw; 12 — receiving capacity; 13 — convex ceramic reflectors; 14 — dielectric limiter Источник: разработано автором в программе SolidWorks
13. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с коаксиальными резонаторами (заявка № 2023102277). Особенности: про-
цесс сушки хмеля происходит с обеспечением электромагнитной безопасности за счет экранирующего корпуса и использования керамических перегородок.
I ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Рис. 13. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с коаксиальными резонаторами: 1 — корпус; 2, 7, 11, 15 — стационарные неферромагнитные основания с секторными вырезами; 3 — неферромагнитная загрузочная емкость с электроприводным неферромагнитным спиральным шнеком;
4, 8, 12 — поярусно расположенные неферромагнитные роторы; 5, 9, 13 — отсеки, образованные перфорированными керамическими радиальными перегородками 6, 10,
14; 16 — приемная неферромагнитная емкость; 17 — неферромагнитный электроприводной спиральный шнек; 18, 26 — магнетроны; 19, 21, 23 — воздуховоды с тепловыми пушками; 20, 22, 24 — электроприводы роторов;
25 — воздухоотвод с вытяжным вентилятором Fig. 13. Microwave convective continuous-flow hop dryer with coaxial resonators: 1 — housing; 2, 7, 11, 15 — stationary non-ferromagnetic bases with sector cutouts;
3 — non-ferromagnetic loading tank with an electrically driven non-ferromagnetic spiral screw; 4, 8, 12 - tiered non-ferromagnetic rotors; 5, 9, 13 — compartments formed by perforated ceramic radial partitions 6, 10, 14; 16 — receiving non-ferromagnetic receptacle; 17 - non-ferromagnetic electrically driven spiral auger; 18, 26 — magnetrons;
19, 21, 23 - air ducts with heat guns; 20, 22, 24 - electric drives of rotors;
25 — air outlet with exhaust a fan Источник: разработано автором в программе SolidWorks
Рис. 14. СВЧ-конвективная хмелесушилка с поярусно расположенными резонаторами
разных конфигураций: 1 — загрузочная емкость; 2 — открытый сегмент на полусферическом резонаторе; 3 — электропривод ячеистого барабана первого яруса; 4 — полусферический неферромагнитный резонатор; 5 — ячеистый перфорированный диэлектрический барабан в полусферическом резонаторе; 6 — неферромагнитное основание полусферического резонатора; 7 — воздухоотвод на цилиндрическом резонаторе 10; 8 — открытый сегмент на основании полуцилиндрического резонатора; 9 — ячеистый перфорированный диэлектрический барабан во втором цилиндрическом резонаторе 10; 11 — диэлектрический венец с шестеренкой для привода барабана 9
второго яруса; 12 — нижнее основание 12 цилиндрического резонатора 10; 13 — воздухоотвод на усеченном коническом резонаторе 15; 14 — открытый сегмент на нижнем основании цилиндрического резонатора 10; 15 — неферромагнитный усеченный конический резонатор; 16 — ячеистый перфорированный диэлектрический барабан в усеченном коническом резонаторе 15; 17 — малое основание усеченного конического резонатора 15; 18 — открытый сегмент на основании усеченного конического резонатора 15; 19 — электропривод ячеистого диэлектрического барабана третьего яруса; 20 — приемная емкость 20; 21, 23, 25 — воздуховоды с тепловыми пушками; 22, 24, 26 — волноводы с магнетронами; 27 — воздухоотвод на полусферическом резонаторе Fig. 14. Microwave convective hop dryer with tiered resonators of different configurations: 1 — loading tank; 2 — open segment on a hemispherical resonator; 3 — electric drive of a cellular drum of the first tier; 4 — hemispherical non-ferromagnetic resonator; 5 — cellular perforated dielectric drum in a hemispherical resonator; 6 - non-ferromagnetic base of a hemispherical resonator; 7 - air outlet on a cylindrical resonator 10; 8 - open segment based on a semi-cylindrical resonator; 9 — a cellular perforated dielectric drum in the second cylindrical resonator 10; 11 — a dielectric crown with a gear to drive the drum 9 of the second tier; 12 — the lower base 12 of the cylindrical resonator 10; 13 — an air outlet on a truncated conical resonator 15; 14 — an open segment on the lower base of the cylindrical resonator 10; 15 — a non-ferromagnetic truncated conical resonator; 16 — a cellular perforated dielectric drum in a truncated conical resonator 15; 17 - a small base of a truncated conical resonator 15; 18 — an open segment on the base of a truncated conical resonator 15; 19 — an electric drive of a cellular dielectric drum of the third tier; 20 — a receiving tank 20; 21, 23, 25 — air ducts with heat guns; 22, 24, 26 — waveguides with magnetrons; 27 — air outlet on a hemispherical resonator Источник: разработано автором в программе SolidWorks
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ) И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА'
14. СВЧ-конвективная хмелесушилка с по-ярусно расположенными резонаторами разных конфигураций (заявка № 2023105989). Особенности: при такой трехзонной технологии интенсивность сушки хмеля высокая, позволяющая сохранить его потребительские свойства при низких энергетических затратах (рис. 14).
15. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с комбинированными резонаторами. Особенности: скважность технологического процесса в тороидальном резонаторе больше 0,5. Это способствует равномерной сушке по объему шишек хмеля. Толщина слоя шишек хмеля на сеточном транспортере не превышает две глубины проникновения волны.
Рис. 15. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с комбинированными резонаторами: 1, 3 - резонаторы в виде усеченного конуса; 2, 4, 6 - воздухоотводы; 5 - тороидальный резонатор; 7 - тороидальная часть; 8 - внутренний перфорированный неферромагнитный цилиндр с основанием 9; 10 - конденсаторная часть тороидального резонатора; 11 - диэлектрический сеточный транспортер; 12 - приемная емкость; 13, 15, 17 - воздуховоды с тепловыми пушками; 14, 16, 18 - магнетроны с волноводами; 19 - керамический перфорированный желоб-ограничитель;
20 - неферромагнитная загрузочная емкость Fig. 15. Microwave convective continuous-flow hop dryer with combined resonators: 1, 3 - resonators in the form of a truncated cone; 2, 4, 6 - air vents; 5 - toroidal resonator; 7 - toroidal part; 8 - internal perforated non-ferromagnetic cylinder with a base 9; 10 - condenser part of the toroidal resonator; 11 - dielectric grid conveyor; 12 - receiving tank; 13, 15, 17 - air ducts with heat guns; 14, 16, 18 - magnetrons with waveguides; 19 - ceramic perforated chute limiter; 20 - non-ferromagnetic loading tank Источник: разработано автором в программе SolidWorks
Рис. 16. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с барабанами-резонаторами: 1 - загрузочная емкость; 2 - цилиндрический экранирующий корпус; 3, 9, 15 - воздухоотводы -запредельные волноводы; 4, 10, 16 -перфорированные цилиндрические неферромагнитные барабаны; 5 - керамический перфорированный желоб; 6 - перфорированный винтовой шнек; 7, 11, 17 - венцы; 8, 14 - неферромагнитные витки шнека; 12, 18, 31 - магнетроны; 13 - радиопрозрачная кольцевая вставка; 19 - основание экранирующего корпуса; 20 - выгрузной открытый сегмент; 21 - приемная емкость; 22, 25, 28 - воздуховоды от тепловой пушки; 23, 26, 29 - зубчатые ведущие шестерни; 24, 27, 30 - бандажи для фиксации барабанов Fig. 16. Microwave convective hop dryer of continuous-flow action with resonator drums: 1 - loading tank; 2 - cylindrical shielding housing; 3, 9, 15 - air vents - transcendental waveguides; 4, 10, 16 - perforated cylindrical non-ferromagnetic drums; 5 - ceramic perforated trough; 6 - perforated screw auger; 7, 11, 17 - crowns; 8, 14 - non-ferromagnetic turns of the auger; 12, 18, 31 - magnetrons; 13 - radio-transparent annular insert; 19 - base of the shielding housing; 20 - discharge open segment; 21 - receiving tank; 22, 25, 28 - air ducts from the heat gun; 23, 26, 29 - toothed driving gears; 24, 27, 30 - bandages for fixing drums Источник: разработано автором в программе SolidWorks
I ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
16. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с барабанами-резонаторами (заявка № 2023108605). Особенности: такое конструкционное исполнение всех барабанов можно отнести к квазицилиндрическим резонаторам. В них можно обеспечить разную дозу воздействия ЭМПСВЧ, регулируя мощностью генераторов и частотой вращения барабанов. Выбранный шаг витков шнека не более двух глубин проникновения волн исключает неравномерность нагрева шишек хмеля (рис. 16).
Применением методов математического моделирования [15] оптимизированы параметры СВЧ-конвективных хмелесушилок. Результаты исследования электродинамических параметров системы «генератор-резонатор» показали, что максимальной собственной добротностью до 8000 обладают тороидальный и полусферический резонаторы. В разработанных резонаторах можно обеспечить напряженность электрического поля 1,2-1,5 кВ/см. Эффективный режим сушки свеже-убранного хмеля при общей мощности хмелесу-шилки 27,5 кВт: производительность хмелесушил-ки 100-110 кг/ч, удельные энергетические затраты 0,25-0,275 кВт-ч/кг. Экономический эффект от применения от СВЧ-конвективной хмелесушилки производительностью 100 кг/ч составит в пределах 800...880 тыс. руб./месяц. Реализация разработанных хмелесушилок позволит решить проблему низкой энергоэффективности хмелесушилок с конвективным подводом тепла и обеспечит сохранение потребительских свойств хмеля при сниженных эксплуатационных затратах в условиях хмелеводческих хозяйств.
Заключение
1. Хмелесушилки с СВЧ-энергоподводом в резонаторы предназначены для функционирования в условиях хмелеводческих хозяйств и обеспечения трехэтапной сушки и обеззараживания хмеля в непрерывном режиме при соблюдении электромагнитной безопасности.
2. Внедрение микроволновой технологии сушки с применением конвективного способа испарения и удаления влаги из сушильной камеры позволяет сократить продолжительность процесса, сберечь ценные компоненты шишек.
3. Предварительные исследования показывают, что интенсивность влаговыделения из шишек хмеля при эндогенно-конвективном нагреве возрастает 5-6 раз по сравнению с конвективным способом сушки, при сохранении ценных для пивоварения качеств.
3. Металлодиэлектрические резонаторы с криволинейной поверхностью, керамическими элементами и замедляющими системами обеспечивают электромагнитную безопасность без дополнительного экранирующего корпуса хмелесушилки.
4. Применение транспортирующих средств в объемных резонаторах позволяет существенно повысить производительность хмелесушилок, снизить неравномерность нагрева сырья по толщине и исключить электрические пробои при его высокой влажности, если магнетроны с волноводами расположены на образующих резонаторов со сдвигом на 120°.
5. Экономический эффект от применения от СВЧ-конвективной хмелесушилки производительностью 100 кг/ч составляет в пределах 900 тыс. руб. в месяц за счет снижения эксплуатационных расходов.
Примечания:
1 Чувашский филиал ФГБУ «Центр Агроаналитики» [Электронный ресурс]. Режим допуска: http://xn--h1aansu.xn--p1ai/140-v-chuvashii-podpisah-pyatistoronnee-soglashenie-o-razvitii-khmelevodstva.html
2 Хмель обыкновенный. Шишки хмеля [Электронный ресурс]. Режим допуска: doctor-v.ru>med/xmel-obyknovennyj-soplodiya-.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Журавлев А. В., Казарцев Д. А., Юрова И. С. Разработка конструкции вихревой сушильной камеры с СВЧ-энергоподводом // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания. 2014. № 4. С. 68-74.
2. Пестова Л. П., Виневский Е. И., Чернов А. В. Совершенствование комбинированного способа сушки листьев табака на основе применения СВЧ-излучений // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института табака, махорки и табачных изделий. 2019. № 182. С. 317-323.
3. Глушаков С. В., Жакин И. А. Математическое моделирование. MathCad 2000. Matlab 5. М. : Фолио, 2001. 528 с.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
4. Курушин А. А., Пластиков А. Н. Проектирование СВЧ устройств в среде CST Microwave Studio. М. : МЭИ, 2011. 155 с.
5. Хасанов А. С. Анализ электромагнитных полей с использованием среды CST Microwave Studio // XXII. Туполевские чтения. Российский фонд фундаментальных исследований, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ). 2015. С. 808-810.
6. Фатеев А. В. Применение по CST Microwave Studio для расчета микроволновых антенн и устройств СВЧ. Учебное пособие. Томск, 2014. 120 с.
7. Стрекалов А. В., Стрекалов Ю. А. Электромагнитные поля и волны. М. : РИОР: ИНФРА-М, 2014.
375 с.
8. Коломейцев В. А., Комаров В. В. Микроволновые установки с равномерным объемным нагревом. Часть 2. Саратов : СГТУ, 2006. 233 с.
9. Дробахин О. О., Салтыков Д. Ю. Исследование возможности применения связанных биконических резонаторов для определения параметров диэлектрических материалов // Прикладная радиоэлектроника. 2014. Том 13. № 1. С. 64-68.
10. Просвирякова М. В., Сторчевой В. Ф., Горячева Н. Г., Михайлова О. В., Новикова Г. В. Хмелесушилка с источниками эндогенно-конвективного нагрева // Вестник Чувашской сельскохозяйственной академии. 2021. № 2 (17). С. 91-99.
11. Падусова Е. В. Шарангович С. И. Расчет диэлектрических волноводов и объемных резонаторов. Томск, 2018. 103 с.
12. Казарцев Д. А. Разработка общих видов математических моделей сушки пищевых продуктов с СВЧ энергоподводом на основе законов химической кинетики гетерогенных процессов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. Т. 83. № 3. С. 17-22.
13. Новикова Г. В., Михайлова О. В., Просвирякова М. В., Сбитнев Е. А., Сторчевой В. Ф., Горячева Н. Г., Зиганшин Б. Г. Патент № 2792675 РФ, МПК С12С3/02; F26B3. СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми гребенчатыми направляющими / Заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2022125158; заявл. 26.09.2022 Бюл. № 9 от 23.03.2023. 15 с.
14. Просвирякова М. В., Сторчевой В. Ф., Горячева Н. Г., Новикова Г. В., Михайлова О. В., Зиганшин Б. Г. Патент № 2770628 РФ, С12С3/02; F26B3. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с полусферическим резонатором / Заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2021136688 от 13.12.2021. Бюл. № 11 от 19.04.2022.
15. Дунаева Т. Ю. Применение методов математического моделирования для оптимизации сушильных установок СВЧ диэлектрического нагрева // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. Т. 1. № 1 (10). С. 137-141.
16. Доценко А. В. Оптимизация параметров установки СВЧ-диэлектрического нагрева, работающий в периодическом режиме // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2006. № 40. С. 136-138.
17. Ziganshin B. G., Shogenov Yu. Kh., Mikhailova O. V., Tikhonov A. A. at all. Modular microwave installation for heat treatment of raw materials of agricultural enterprises // BIO Web of Conferences (FIES 2022). 2022. Iss. 52. 00047.
18. Крылов В. П. Определение диэлектрической проницаемости материалов при высокотемпературном нагреве в объемном волноводном резонаторе // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 7. С. 36-39.
19. Савин К. Г., Голубева И. П., Прокопенко Ю. В. Расчет частотных и энергетических характеристик составного металло-диэлектрического резонатора методом частичных областей // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2016. Т. 59. № 5 (647). С. 47-55.
20. Курицкий М. С. Анализ конструкций и характеристик резонаторов, применяемых в технике сверхвысоких частот // Развитие высшего образования: Теория и практика. Омск, 2022. С. 391-396.
Статья поступила в редакцию 14.03.2023; одобрена после рецензирования 03.04.2023;
принята к публикации 05.04.2023.
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if тргнмп!nizirs fi ргтшгл! рпшрмрмт^^^^^^^^^Ё
lyvMlvMIII^ ELEClRlCAL TECHNOLOGIES, ELEC lRlCAL EQUlPMENl
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx_
Информация об авторе:
Н. Г. Горячева - к.т.н., доцент кафедры Медико-биологической и экологической защиты Академия гражданской защиты МЧС России, Spin-код: 3349-8842.
REFERENCES
1. Zhuravlev A. V., Kazarcev D. A., Yurova I. S. Razrabotka konstrukcii vihrevoj sushil'noj kamery s SVCH-energopodvodom [Development of the design of a vortex drying chamber with a microwave power supply], Tekhnologii pishchevoj i pererabatyvayushchej promyshlennosti APK-produkty zdorovogo pitaniya [Technologies of the food and processing industry of the agroindustrial complex-healthy food products], 2014, No. 4, pp. 68-74.
2. Pestova L. P., Vinevskij E. I., Chernov A. V. Sovershenstvovanie kombinirovannogo sposoba sushki list'ev tabaka na osnove primeneniya SVCH-izluchenij [Improvement of the combined method of drying tobacco leaves based on the use of microwave radiation], Sbornik nauchnyh trudov Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo insti-tuta tabaka, mahorki i tabachnyh izdelij [Collection of scientific papers of the All-Russian Scientific Research Institute of Tobacco, shag and Tobacco Products], 2019, No. 182, pp. 317-323.
3. Glushakov S. V., Zhakin I. A. Matematicheskoe modelirovanie. MathCad 2000. Matlab 5 [Mathematical modeling. MathCad 2000. Matlab 5], Moscow: Folio, 2001, 528 p.
4. Kurushin A. A., Plastikov A. N. Proektirovanie SVCH ustrojstv v srede CST Microwave Studio [Designing microwave devices in the CST Microwave Studio environment], Moscow: MEI, 2011, 155 p.
5. Hasanov A. S. Analiz elektromagnitnyh polej s ispol'zovaniem sredy CST Microwave Studio [Analysis of electromagnetic fields using the medium CST Microwave Studio], XXII Tupolevskie chteniya (SHkola molodyh uchenyh) [XXII Tupolev readings], 2015, pp. 808-810.
6. Fateev A. V. Primenenie po CST Microwave Studio dlya rascheta mikrovolnovyh antenn i ustrojstv SVCH [Application of CST Microwave Studio software for the calculation of microwave antennas and microwave devices], Study guide, Tomsk, 2014, 120 p.
7. Strekalov A. V., Strekalov Yu. A. Elektromagnitnye polya i volny [Electromagnetic fields and waves], Textbook, Moscow: RIOR: INFRA-M, 2014, 375 p.
8. Kolomejcev V. A., Komarov V. V. Mikrovolnovye ustanovki s ravnomernym ob"emnym nagrevom [Microwave installations with uniform volumetric heating], Part 2, Saratov : SGTU, 2006, 233 p.
9. Drobahin O. O., Saltykov D. Yu. Issledovanie vozmozhnosti primeneniya svyazannyh bikonicheskih rezona-torov dlya opredeleniya parametrov dielektricheskih materialov [Investigation of the possibility of using coupled bi-conic resonators to determine the parameters of dielectric materials], Prikladnaya radioelektronika [Applied Radioe-lectronics], 2014, Vol. 13, No. 1, pp. 64-68.
10. Prosviryakova M. V., Storchevoj V. F., Goryacheva N. G., Mihajlova O. V., Novikova G. V. Hmelesushilka s istochnikami endogenno-konvektivnogo nagreva [Hop dryer with sources of endogenous convective heating], Vestnik CHuvashskoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Bulletin of the Chuvash Agricultural Academy], 2021, No. 2 (17), pp. 91-99.
11. Padusova E. V., Sharangovich S. I. Raschet dielektricheskih volnovodov i ob"emnyh rezonatorov [Calculation of dielectric waveguides and volumetric resonators], Tomsk : 2018, 103 p.
12 Kazarcev D. A. Razrabotka obshchih vidov matematicheskih modelej sushki pishchevyh produktov s SVCH energopodvodom na osnove zakonov himicheskoj kinetiki geterogennyh processov [Development of general types of mathematical models of food drying with microwave power supply based on the laws of chemical kinetics of heterogeneous processes], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij [Bulletin of Voronezh State University of Engineering Technologies], 2021, Vol. 83, No. 3, pp. 17-22. http://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-17-22
13. Novikova G. V., Mihajlova O. V., Prosviryakova M. V., Sbitnev E. A., Storchevoj V. F., Goryacheva N. G., Ziganshin B. G. Patent No. 2792675 RF, MPK S12S3/02; F26B3. SVCH-konvektivnaya hmelesushilka s polu-cilindricheskimi rezonatorami i ftoroplastovymi grebenchatymi napravlyayushchimi [Microwave convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides], Zayavitel' i patentoobladatel' NGIEU (RU). No. 2022125158; zayavl. 26.09.2022 Byul. No. 9 ot 23.03.2023. 15 p.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА XXXXXXX
14 Prosviryakova M. V., Storchevoj V. F., Goryacheva N. G., Novikova G. V., Mihajlova O. V., Ziganshin B. G. Patent No. 2770628 RF, S12S3/02; F26B3. SVCH-konvektivnaya hmelesushilka nepreryvno-potochnogo dejstviya s polusfericheskim rezonatorom [Microwave convective hop dryer of continuous-flow action with a hemispherical resonator], Zayavitel' i patentoobladatel' NGIEU (RU). No. 2021136688 ot 13.12.2021. Byul. № 11 ot 19.04.2022.
15 Dunaeva T. Yu. Primenenie metodov matematicheskogo modelirovaniya dlya optimizacii sushil'nyh usta-novok SVCH dielektricheskogo nagreva [Application of mathematical modeling methods for optimization of microwave dielectric heating drying plants], Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Saratov State Technical University], 2006, Vol. 1, No. 1 (10), pp. 137-141.
16. Docenko A. V. Optimizaciya parametrov ustanovki SVCH-dielektricheskogo nagreva, rabotayushchij v pe-riodicheskom rezhime [Optimization of parameters of a microwave dielectric heating installation operating in a periodic mode], Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Tekhnicheskie nauki [Bulletin of the Samara State Technical University. Series: Technical Sciences], 2006, No. 40, pp. 136-138.
17. Ziganshin B. G., Shogenov Yu. Kh., Mikhailova O. V., Tikhonov A. A. at all. Modular microwave installation for heat treatment of raw materials of agricultural enterprises, BIO Web of Conferences (FIES 2022), 2022, Iss. 52, 00047.
18. Krylov V. P. Opredelenie dielektricheskoj pronicaemosti materialov pri vysokotemperaturnom nagreve v ob"emnom volnovodnom rezonatore [Determination of the dielectric permittivity of materials under high-temperature heating in a volumetric waveguide resonator], Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov [Factory laboratory. Diagnostics of materials], 2016, Vol. 82, No. 7, pp. 36-39.
19. Savin K. G., Golubeva I. P., Prokopenko Yu. V. Raschet chastotnyh i energeticheskih harakteristik sostavnogo metallo-dielektricheskogo rezonatora metodom chastichnyh oblastej [Calculation of frequency and energy characteristics of a composite metal-dielectric resonator by the method of partial regions], Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Radioelektronika [News of higher educational institutions. Radio electronics], 2016, Vol. 59, No. 5 (647), pp. 47-55.
20. Kurickij M. S. Analiz konstrukcij i harakteristik rezonatorov, primenyaemyh v tekhnike sverh-vysokih chastot [Analysis of designs and characteristics of resonators used in ultrahigh frequency technology], Razvitie vysshego obrazovaniya: Teoriya i praktika [Development of higher education: Theory and practice], Omsk, 2022, pp.391-396.
The article was submitted 14.03.2023; approved after reviewing 03.04.2023; accepted for publication 05.04.2023.
N. G. Goryacheva - Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of Biomedical and Environmental Protection, Spin-code: 3349-8842.
