Научная статья на тему 'ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ УСТАНОВОК'

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ УСТАНОВОК Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
49
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИЗЛУЧЕНИЕ / ЧАСТОТА / МОЩНОСТЬ / ЭНЕРГИЯ / НАГРЕВ / ВЛАГА / УЗЕЛ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Морозов С. М., Реут В. А.

Создание эффективных сверхвысокочастотных установок требует использования дорогостоящих источников энергии, а отработка сложных СВЧ узлов для реальной установки требует изготовления громоздких вспомогательных элементов, что сопряжено с большим объемом работ. Принцип электродинамического моделирования, суть которого заключается в уменьшении геометрических размеров узлов пропорционально увеличению рабочей частоты, т.е. фактически используя лабораторный генератор, при сохранении формы этих узлов, можно добиться поставленной задачи при значительном сокращении материальных затрат.The creation of an effective microwave installations require the use of expensive energy sources, and testing of complex microwave assemblies for a real installation requires the manufacture of bulky auxiliary elements associated with a large volume of work. The principle of electrodynamic modeling, the essence of which is to reduce the geometric dimensions of the nodes in proportion to the operating frequency, i.e. using the laboratory generator, while maintaining the shape of these nodes, you can achieve your objectives with a significant reduction in material costs.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Морозов С. М., Реут В. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ УСТАНОВОК»

обусловлена тем, что современные работающие молодые граждане составляют группу с низким профессиональным статусом, т.е. работают не по специальности. Для повышения конкурентоспособности молодежи, по сравнению со старшими возрастными группами, они должны повышать рост профессионального мастерства, профессиональной мобильности.

Так же, Центр занятости оказывает следующие государственные услуги:

- проведение общественных оплачиваемых работ;

- проведение ярмарок вакансий;

- проведение тренингов (психологический тренинг; тренинг по социальной адаптации).

Эксперты отметили, что данные услуги способствуют развитию трудовых навыков у молодых безработных и направлены на повышение мотивации к труду.

Самым важным при решении вопросов молодежной занятости является «сокращение уровня молодежной безработицы» так считает 84% респондентов. 15% считают основополагающим в работе с безработными молодыми гражданами «преодоление иждивенчества среди молодежи».

Анализируя все вышесказанное, можно сделать вывод, что продолжившийся рост проблем занятости населения в г. Благовещенске, в частности молодых граждан, является острым аспектом снижения уровня социализации данной группы населения, эта проблема нуждается в скорейшем решении, которое возможно при введении инновационных технологий и методов оказания помощи.

Использованные источники: 1. Основные показатели рынка труда. Управление занятости населения Амурской области (электронный ресурс) http ://www.zanamur.ru

УДК: 62-5

Морозов С.М., к.т.н.

доцент кафедра ЕНТД Реут В.А., к.т.н.

доцент кафедра ЕНТД Вяземский филиал

«Московский Государственный университет Технологий и управления имени К.Г. Разумовского (Первый Казачий Университет)» ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ УСТАНОВОК

Создание эффективных сверхвысокочастотных установок требует использования дорогостоящих источников энергии, а отработка сложных СВЧ узлов для реальной установки требует изготовления громоздких вспомогательных элементов, что сопряжено с большим объемом

работ. Принцип электродинамического моделирования, суть которого заключается в уменьшении геометрических размеров узлов пропорционально увеличению рабочей частоты, т.е. фактически используя лабораторный генератор, при сохранении формы этих узлов, можно добиться поставленной задачи при значительном сокращении материальных затрат.

Ключевые слова: излучение, частота, мощность, энергия, нагрев, влага,

узел,.

The creation of an effective microwave installations require the use of expensive energy sources, and testing of complex microwave assemblies for a real installation requires the manufacture of bulky auxiliary elements associated with a large volume of work. The principle of electrodynamic modeling, the essence of which is to reduce the geometric dimensions of the nodes in proportion to the operating frequency, i.e. using the laboratory generator, while maintaining the shape of these nodes, you can achieve your objectives with a significant reduction in material costs.

Key words: emission, frequency, power, energy, heat, moisture, host.

Сверхвысокочастотная сушка характеризуется сложными нестационарными процессами поглощения микроволновой энергии и теплопереноса. Изучение этих процессов осложняется тем, что теплофизические и особенно диэлектрические характеристики, такие как удельная теплоемкость, плотность, коэффициент теплопроводности, диэлектрическая проницаемость, коэффициент потерь и ряд других, являются функциями температуры. Поэтому создание непрерывно-поточных линий сушки расширяет требования по исследованию диэлектрических характеристик продуктов [1].

Рассмотрим характеристики материальных сред, находящихся под воздействием электромагнитного сверхвысокочастотного поля при возникновении в них токов проводимости и токов смещения. Ток проводимости возникает в веществе и обусловлен движением свободных электрических зарядов. Материалы в веществе отличаются друг от друга величиной удельной проводимости, их поведение в электромагнитном (ЭМ) поле, по этой причине, будет различным. Ток смещения возникает при изменении электрического поля во времени и не связан с движением электрических зарядов. Переменное электрическое поле возбуждает переменное магнитное поле так же, как ток обуславливает движущиеся заряды.

СВЧ - нагрев быстро становится тем средством, которое позволяет создавать новые технологические процессы. По мере того, как расходы, связанные с применением СВЧ нагрева становятся доступными все более широкому кругу потребителей, данный метод обработки получает все большее распространение.

Правильная оценка применимости СВЧ мощности в специальных процессах требует детального знания свойств материала на различных

частотах и на всех стадиях развития процесса. В большинстве случаев задача упрощается и сводится к определению зависимости диэлектрической проницаемости £ от частоты/, содержания влаги т и температуры Т. В иных случаях могут потребоваться сведения о магнитных свойствах материала. Все эти данные определяют степень неоднородности нагрева, требуемую сложность всей системы и выбор приемлемых частот [3].

При проникновении СВЧ поля в материал, его энергия преобразуется в тепло, вызывая локальное повышение температуры, что, в свою очередь, приводит к появлению градиента давления и в результате вода, перемещаясь по микропорам, испаряется на поверхности. Таким образом, процесс сушки, ускоряется, обеспечивая при этом высокую степень однородности материала. Электрическое поле быстро меняется, происходит, как бы объемная встряска вещества. Кинетическая энергия отдельных частиц, под действием Е-

компоненты поля усиливает раскачку молекул, а это приводит к росту относительного количества свободных носителей заряда. В результате растет температура в объеме вещества, при этом даже возможно изменение его фазового состояния. Диэлектрические и полупроводящие свойства уступают место легкопроводящим.

Расширение возможностей для исследования взаимодействия СВЧ излучения с материальными средами могут обеспечить специализированные установки, локализующие электромагнитное поле в ограниченном объеме. Известно большое разнообразие конструкций СВЧ установок лабораторного и промышленного назначения [2].

Любая СВЧ установка содержит источник СВЧ (генератор), фидерную цепь той или иной сложности, СВЧ камеру. Для настройки СВЧ установки необходимы стенды, позволяющие измерять характеристики электродинамических процессов не только в СВЧ камере, но и в фидерной цепи. Это связано с тем, что характеристики даже простейших волноводных элементов фидерной цепи (прямолинейных отрезков, поворотов и т.п.) зависят от материала, технологии и точности изготовления в условиях конкретного производства. Отдельные СВЧ узлы фидерной цепи имеют сильную частотную зависимость характеристик от геометрических размеров и практически невозможно гарантировать достижение требуемых характеристик без дополнительных построечных элементов и соответствующей настройки узлов на измерительных стендах. Более сложные СВЧ узлы (например, переход от стандартного фидера к СВЧ камере) требуют стендов, позволяющих производить их отработку, задачей которой является нахождение оптимальной формы узлов и настроечных элементов, их размеров и взаимного расположения.

Отработка сложных СВЧ узлов на реальных установках требует изготовления громоздких вспомогательных элементов, переходников, согласованных нагрузок, зондов и т.д., что сопряжено с большим объемом работ. В этом случае целесообразно проведения предварительной

отработки таких узлов на основании принципов электродинамического моделирования, смысл которого заключается в уменьшении геометрических размеров СВЧ узла пропорционально увеличению рабочей частоты, при сохранении формы этого узла.

Большинство основных электродинамических характеристик не зависит от уровня мощности и их измерение целесообразно производить на низком уровне мощности (1-5 мВт) с помощью стандартной измерительной СВЧ аппаратуры. Вместе с тем существует ряд характеристик СВЧ узлов (электрическая прочность, температура нагрева отдельных частей из-за неизбежных потерь в этих частях), которые не могут быть оценены на низком уровне мощности. Оценку таких характеристик целесообразно осуществлять на специально созданных лабораторных установках с высоким уровнем мощности, который не обязательно должен точно совпадать с уровнем рабочей мощности реальной установки. Важно чтобы эти уровни совпадали по порядку величины, что обычно достаточно для решения вопросов оценки электрической прочности и тепловыделений. Эффективность работы по созданию практически реализуемой СВЧ установки, таким образом, определяется созданием измерительных стендов на низком уровне мощности, проведением работ на электродинамических моделях и созданием соответствующих лабораторных установок высокого уровня мощности.

Возможность изучения свойств волноводных элементов на моделях следует из соотношений подобия в электродинамике.

Пусть Е, Н, Вм, Нм - векторы напряженности электрического и магнитного поля реального устройства и модели. Зададим соотношения между этими векторами в виде: Е=kе Ем, Н=кн Нм, а также соотношения между параметрами среды в реальном устройстве и модели: е =ks ем, ц=кц ¡им, д=kд 8м, где е и ем - относительные диэлектрические проницаемости сред, ц и им - относительные магнитные проницаемости сред, 8 и 8м -проводимости сред в реальном устройстве и модели.

Аналогично, соотношения между координатами x, у, z и хм, ум, zм и временем tм в реальном устройстве и модели имеют вид:

х = kхм, у = кум, z = kzm. t = ктм.

Если подставить все написанные выше соотношения в уравнения Максвелла, то для идентичности описывающих модель уравнений, в реальном устройстве, необходимо выполнение следующих условий:

КК К (1)

Поскольку из трех уравнений независимы только два, то выполнения этих условий можно добиться различными способами. В нашем случае, когда часть реального устройства и модели заполнена воздухом, к начальным условиям добавляется условие равенства проницаемости сред. Подставляя значения k и кЦ в (1), получим:

^ = 1, к = к, кб = -

К ' б к

Соотношение кп =1, означает, что значение векторов Е и Н в реальном устройстве и модели одинаково, т.е. одинаковыми будут все волновые сопротивления, характеризующие реальное устройство и модель.

Соотношение к = М, означает, что при уменьшении модели в к раз по сравнению с размерами реального устройства для сохранения подобия необходимо уменьшить единицу отсчета времени также в к раз. Для периодических колебаний, которыми возбуждаются реальные устройства и модель, это означает необходимость увеличения частоты генератора модели, в к раз по сравнению с частотой генератора реального устройства.

Третье соотношение из (1) показывает, что удельные проводимости сред модели должны быть увеличены в к раз по сравнению с проводимостью сред в реальном устройстве или, с учетом второго соотношения, тангенсы углов потерь в средах должны быть одинаковыми для модели и реального устройства. Обычно, для проводников, имеющих очень большую проводимость, выполнить последнее условие не представляется возможным. В нашем случае мощность потерь в проводниках очень мала по сравнению с мощностью, проходящей по устройству, как для модели, так и для реального устройства и, следовательно, невыполнение третьего соотношения модели для проводников несущественно.

Таким образом, для осуществления моделирования необходимо выбрать, из соображений удобства, коэффициент моделирования к и удовлетворить поставленным выше требованиям.

Рассмотрим СВЧ установку, предназначенную для сушки зерна в больших объемах (сотни кг в час), которая представляет собой камеру прямоугольного сечения, состоящую из нескольких секций длиной 2 м. Внутри камеры снизу проходит транспортер в виде ленты, по которой перемещаются продукты, подвергаемые сушке. Над слоем зерна размещены два проводника круглого сечения, возбуждающие СВЧ поле в камере. Эти проводники, в свою очередь, возбуждаются генератором с торца первой секции через устройство в виде расширяющейся коаксиальной линии с квадратным внешним проводником и круглым внутренним проводником. Входное и выходное устройства для обрабатываемого материала представляют собой волноводы прямоугольного сечения 350х670 мм и длиной 1,5 м. В модели измерение уровня излучения из входного и выходного отверстий можно заменить измерением переходного ослабления между входом СВЧ генератора и выходами входных и выходных устройств. Выбор конструкции элементов защиты основан на возможности достижения необходимого ослабления.

к

е

При таком подходе задачу по созданию моделей входных и выходных устройств СВЧ установки можно разбить на две:

- определение части энергии, попадающей от генератора во входные и выходные устройства;

- определение ослабления во входных и выходных устройствах без элементов системы защиты и с ними.

В соответствии с этим необходимо построить две модели.

Первая модель (рисунок 1) служит для решения первой задачи и представляет собой модель половины реальной установки (с одним проводником), выполненной из жести.

Возбуждающее устроиспЛо Камера

_^__Рупорный переход

Входное и быходное устроистба Зерно

Рисунок 1-Модель для определения части энергии попадающей от генератора во входные и выходные устройства.

Для возможности подключения приборов, измеряющих ослабление, к входным и выходным устройствам подключены рупорные переходы на волновод стандартного сечения 72х34 мм. СВЧ генератор подключается к модели с помощью стандартного коаксиального разъема 7/3,4 мм, который согласован с моделью с помощью специально разработанного перехода

Вторая модель (рисунок 2) представляет собой прямоугольный волновод, в котором размещается модель обрабатываемого материала и модели элементов защиты от вредного излучения. На концах волновода размещены рупорные переходы на волновод стандартного сечения 72х34 мм для возможности подключения измерительных приборов.

Зерно / Рупорный переход

Рисунок 2-Модель для определения ослабления во входных и выходных устройствах без элементов защиты и с ними.

Коэффициент моделирования к был выбран из условия использования в качестве второй модели стандартного волновода сечением ам х Ьм = 220х104 мм и был одинаков для обеих моделей. Таким образом, все размеры моделей

в 3,09 раз меньше соответствующих размеров реальной установки.

Применение принципа электродинамического моделирования для создания СВЧ установки сушки зерна позволяет при уменьшении реальной установки более чем в 3 раза решить вопросы согласования источника СВЧ-энергии с рабочей камерой. Такой подход, как предварительная отработка любого СВЧ узла на моделях дает возможность найти технические решения по его настройке при существенном сокращении трудовых и материальных затрат.

Использованные источники:

1. Акшинский А.Д., Журавлев А.Н., Морозов С.М., Семенов Е.И. патент на полезную модель RUS 87072 30.06.2009 г.

2. Грыжов В.К., Кузьмин К.А., Грыжов Е.В. Имитационная модель системы программного управления технологическими процессами в среде VISSIM. Естественные и математические науки в современном мире. 2014. № 16, с.73-79.

3. Разработка и исследование электродинамической системы релятивистского клистрона. Морозов С.М. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. /Санкт-Петербург, 1993/.

УДК 347.б22

Мустафаев М.А. магистрант 3-го курса юридический факультет Сауляк О.П. научный руководитель «РЭУ им. Г.В. Плеханова» филиал в г. Пятигорске Россия, г. Пятигорск АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КРУПНЫХ СДЕЛОК ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЩЕСТВ

Аннотация. Деятельность любого акционерного общества направлена на получение прибыли, и соответственно, вопросы приобретения, отчуждения или возможности отчуждения обществом прямо либо косвенно имущества акционерного общества должны быть максимально регламентированы законодательством Российской Федерации.

Ключевые слова: акционеры, общество, законодательство, рынок, право, государство.

Mohammed A. A. graduate student of 3rd year of law school, Branch "REU them. GVPlekhanov "in Pyatigorsk,

Russia, Pyatigorsk Supervisor: Saulyak Oleg Petrovich, Branch "REU them. GV Plekhanov "in Pyatigorsk,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.