CC BY
8
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ АМПЛИТУДНОИ МОДУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОМАНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ЭНЕРГЕТИКУ ПРОЦЕССА
к»
И РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ СВЧ
ОБРАБОТКЕ СЕМЯН
Вендин Сергей Владимирович
Профессор, док. техн. наук, Белгородский ГАУ, г. Белгород, Россия
Бабенко Алексей Александрович
Доцент, канд. техн. наук, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО «Донской государственный
аграрный университет», г. Зерноград, Россия
АННОТАЦИЯ
Повышение эффективности импульсной СВЧ обработки семян. Достигается за счет счет подбора параметров импульсов. Используется эффект суперпозиции прямого и обратного импульса. Это позволяет существенно увеличить напряженность электрического поля в слое материала.
ABSTRACT
Increase of efficiency of the pulse microwave oven of processing of seeds. The account of selection of parameters of impulses is reached for the account. The effect of superposition of a direct and return impulse is used. It allows to increase significantly intensity of electric field in a material layer.
Ключевые слова: импульсная СВЧ обработка семян
Keywords: pulse microwave oven processing of seeds
Одной из важных технологических операций в растениеводстве является подготовка семян к посеву, которая может включать решение разных задач - обеззараживание, снятие покоя, стимуляция и т.д. При этом используются различные технологические и технические приемы и способы [1].
Использование электромагнитных полей сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) для обработки семян приведено в работах [2-7]. При этом решаются следующие задачи: равномерность обработки материала и согласование источника СВЧ энергии с нагрузкой. Эффективность обработки связана с величиной напряженности электрического поля. Известно, что повышение напряженности электрического поля при непрерывном излучении электромагнитной волны связано с увеличением мощности СВЧ источника. В тоже время напряженность электрического поля можно повысить при использовании амплитудно-модулированных (импульсных) электромагнитных полей. Решение электродинамических задач для импульсной обработки имеется в работах [8,11].
Параметрами импульсной СВЧ обработки являются: основная (несущая) частота электромагнитной волны œ0, длительность импульса т0 и частота следования импульсов f (период посылки импульсов Тц).
Высокочастотный электромагнитный импульс может иметь различную форму огибающей, но в самом простом случае - это единичный прямоугольный высокочастотный импульс длительностью т0. Анализ решений электродинамических задач для импульсной обработки показывает, что наряду с основной частотой œ0 будут присутствовать и другие соседние частоты œ. При этом наблюдается замечательный факт, свидетельствующий о том, что длительность импульса т0 существенно влияет на энергетический спектр
излучения по фронту распространения электромагнитной волны z:
ТЯ , 1 ■ Г®0 -® 1 Г .,®-®П I П
Esy(2,т) =-то] х ехр[-г(——0т + к +-] -
®о - ® 2 2 2
1 . Г®0 +® п г ® + ®0 п
--мп[—-— То] х ехр[-г(—-— То + к +~)
®о +® 2 2 2 (1)
где к - коэффициент распространения электромагнитной волны.
С уменьшением длительности импульса энергия излучения начинает перераспределяться на соседние с основной частоты, и эти частоты будут участвовать при переносе электромагнитной энергии. С увеличением длительности импульса спектр частот заметно сужается вокруг основной несущей частоты. Однако это ограничивает возможности импульсной концентрации СВЧ мощности, так как предельный случай увеличения длительности импульса - непрерывное излучение.
Кроме этого длительность импульса то и частота следования импульсов f определяют коэффициент заполнения импульса у оказывающий существенное влияние на энергетическую эффективность СВЧ воздействия.
Для обеспечения равномерности обработки семян и согласования источника СВЧ энергии с нагрузкой применяются различные приемы и способы, которые включают подбор толщины слоя материала под излучателем, специальные конструкции резонаторных камер и др.
В связи с этим нами рассмотрены возможности повышения эффективности обработки материала за счет подбора частоты следования импульсов f (периода посылки импульсов Тц) и длительности импульса то.
При импульсной СВЧ обработке слоя материала ограниченного металлическим экраном отправленный от источника электромагнитный импульс проходит через слой материала, отражается от экрана и возвращается в обратном направлении.
Для повышения эффективности импульсной обработки можно сделать так, чтобы по толщине слоя импульсы идущие в прямом направлении накладывались на импульсы идущие в обратном направлении. Это позволит увеличить напряженность электрического поля в слое материала за счет суперпозиции (наложения) прямого и обратного импульса.
Расчеты показывают, что условие наложения будет выполняться при равенстве
l=2vn/f, (2)
где l - толщина слоя, v - скорость распространения электромагнитной волны, f - частота посылки импульсов, n -целое число посланных импульсов.
Скорость распространения электромагнитной волны связана с характеристиками среды
v=1/V(££0 ), (3)
где е0, е, д0, д - соответственно диэлектрическая постоянная, относительная диэлектрическая проницаемость среды, магнитная постоянная и относительная магнитная проницаемость среды.
Использованные источники
1. Справочник агронома по защите растений/ А.Ф.Чен-кин и др.-М.: Агропромиздат, 1990,- 367 с.
2. Вендин С.В. СВЧ дезинсекция семян бобовых: авто-реф. дис... канд. техн. наук: 05.20.02/ С.В. Вендин; МГАУ -М., 1990. -16 с.
3. Бабенко А.А. СВЧ импульсная предпосевная обработка семян: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Москва, 1993
4. Вендин С.В. Обработка семян электромагнитным полем: автореф. дис....док. техн. 05.20.02/С.В. Вендин; МГАУ. -М., 1994. 34 с.
5. Вендин С.В. Электромагнитная обработка семян// Сельский механизатор. 2014. № 12. С. 32-33.
6. Бородин И.Ф., Вендин С.В., Горин А.Д. Изменение всхожести семян зерновых культур под влиянием СВЧ обработки// Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 1993. № 2. С. 92.
7. Вендин С.В. Исследование напряженности электрического поля в семени при СВЧ дезинсекции зерна// Электричество. -1994. -№ 3. -С. 54-59.
8. Вендин С.В., Щербинин И.А. К расчету распространения электромагнитного импульса при СВЧ обработке диэлектрических сред/ Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 2. С. 204-206.
9. Вендин С.В. К решению задачи взаимодействия электромагнитной волны с многослойным сферическим диэлектрическим объектом// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 5. С. 216-220.
10. Вендин С.В., Трубаев П.А. К расчету напряженностей электромагнитного поля при СВЧ обработке диэлектрических плоскослоистых объектов// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 215-218.
11. Бабенко А.А., Вендин С.В. Энергетический спектр излучения при импульсном СВЧ-воздействии на семена с.х. растений/ Науч. техн.конф. ВНИПТИМЭСХ по итогам исследований 1990. Зерноград, 1991.С. 97-101.
ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКА ОКСИДА АЛЛЮМИНИЯ В ПАРОГАЗОВОМ РАЗРЯДЕ
Габдрахманов Азат Талгатович
Канд. техн. наук, доцент кафедры высокоэнергетических процессов и агрегатов КФУ, г. Набережные Челны
Галиакбаров Азат Талгатович
Канд. техн. наук, доцент кафедры высокоэнергетических процессов и агрегатов КФУ, г. Набережные Челны
Габдрахманов Алмаз Талгатович
магистрант кафедры высокоэнергетических процессов и агрегатов КФУ, г. Набережные Челны
АННОТАЦИЯ
В работе представлены результаты экспериментальных исследований характеристик и режимов горения парогазового разряда с жидким электродом с получением порошка оксида алюминия.
ABSTRACT
The results of experimental Sudies of the characterises and mode of combuSion Seam and gas with liquid discharge electrode to yield aluminum oxide powder.
Ключевые слова: парогазовый разряд, мелкодисперсный порошок, оксид алюминия.
Keywords: Seam-gas discharge, fine powder, aluminum oxide.
Электрические разряды между проточным электроли- логических процессах: нанесение высокотехнологичных тическим катодом и металлическим анодом представляют антикоррозионных и защитных покрытий, очистка и полибольшой практический интерес [3]. Это связано с большими ровка металлических поверхностей [1,4], электротермиче-возможностями использования указанных разрядов в техно- ская обработка материалов. В последние годы определились
