DETERMINATION OF EQUALLY IRRADIATED SPAOE IN THE WORKING CHAMBER OFA CYCLIC ACTION MICROWAVE INSTALLATION

An important requirement for microwave treatment of agricultural products is the dosing accuracy of the energy supplied. The most successful dosing of microwave energy is achieved in installations of cyclic action. At the same time, the microwave field in the working chambers of such installations is distributed unevenly, which puts forward the task of finding a compromise between the degree of loading and the uniformity of impact. To search for equally irradiated space, the authors have conducted an experimental study of the distribution of the microwave field. Basing on the study results, they have designed a three-factor mathematical model in the form of a nonlinear polynomial. Stationary points of the process have been determined by solving a system of linear algebraic equations obtained as a result of setting to zero partial derivatives of the mathematical model with respect to length, width, and height. The maximum value of the extremum has been established with Sylvester's criterion by alternating the diagonal minor signs of the Hessian matrix. The theoretical part of the work consists in studying the distribution of the microwave field by interpolating a mathematical model in the space of the working chamber. To do this, a calculation has been made of the energy dose reported to the treated material at various points in the working chamber and the results have been compared with an acceptable value. If the dose divergence at any point is small, then this point is recognized as part of the equally irradiated space. To provide for objective results in the process of searching for equally irradiated space and to achieve the uniformity of results, sequential studies have been performed on points located on the surface of a ball with an increasing radius. To implement the model of ballooning, use has been made of a computational algorithm consisting in a step-by-step search of points on the circles surrounding the ball. After the calculation of the impact dose on the points located on the ball surface, its radius increases and the research can be resumed.

СВЧ-энергия, сельскохозяйственные материалы, СВЧ-обработка, дозирование, СВЧ-установка циклического действия, рабочая камера, эквинапряженное пространство, модель раздувающегося шара, метод узловой точки, метод наименьших квадратов, стационарные точки, экстремум функции трех переменных, microwave energy, agricultural materials, microwave treatment, dosing, microwave installation of cyclic action, working chamber, equally irradiated space, model of ballooning, node point method, least squares method, stationary points, extremum of a three-variable function

1. Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. Массовая радиобиблиотека. М.: Радио и связь, 1981. Вып. 1039. 96 с.

2. Бородин И.Ф., Шарков Г.А., Горин А.Д. Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве. М.: Госагро-пром СССР: ВАСХНИЛ, 1987. 56 с.

3. Бородин И.Ф. Применение сверхвысокой частоты в сельском хозяйстве // Электричество. 1989. № 6. С. 1-8.

4. Пахомов В.И., Пахомов А.И., Парапопов А.А. Перспективы применения СВЧ-энергии в сельском хозяйстве // Тр. Междунар. науч.-техн. конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». М.: ВИЭСХ. 2010. Т. 3. С. 250-255.

5. Григорьев Ю.Г. Биоэффекты при воздействии модулированных электромагнитных полей в острых опытах // Сб. тр. Ежегодника РНКЗНИ 2003. М.: Изд-во «АЛЛАНА», 2004. С. 16-73.

6. Устройство для обработки биообъектов низкоинтенсивным СВЧ излучением: Патент РФ № 66883, А01С 1/00, № 2007111431 / Б.Н. Орлов, А.А. Гаврилова, А.В. Чурмасов, М.А. Кревский. Опубл. 10.10.2007. Бюл. № 28.

7. Алексенко А.А. Экологически чистые электротехнологии в сельском хозяйстве // Ползуновский вестник. 2011. № 2/2. С. 37-42.

8. Требух В.П., Морозов О.А., Морозов А.О. Микроволновая установка большой производительности для высокоинтенсивной тепловой обработки зерна и зерновых продуктов // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 1 (13). С. 63-70.

9. Сыроватка В.И. Совершенствование технологических процессов производства комбикормов в хозяйствах // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 1 (13). С. 4-11.

10. Андреев С.А., Пивоваров Д.Н. Использование микроволновой печи «Электроника» при СВЧ-обработке сельскохозяйственных продуктов // Науч.-техн. бюл. по электрификации сельского хозяйства. 1986. Вып. 2 (57). С. 25-32.

11. Андреев С.А., Ермакова И.А. Математическое моделирование процесса распределения электромагнитного поля в пространстве микроволнового резонатора. Актуальные проблемы в современной науке: теория и практика // Сб. статей II Междунар. науч.-практ. конференции. М.: ООО «Мегаполис», 2018. С. 125-132.