ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИНАПРЯЖЕННОГО ПРОСТРАНСТВА В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Важным требованием к процессу СВЧ-обработки сельскохозяйственных материалов является точность дозирования подводимой энергии. Наиболее успешно дозирование СВЧ-энергии достигается в установках циклического действия. Вследствие неравномерности распределения СВЧ-поля в рабочих камерах необходим компромисс между степенью загрузки и равномерностью воздействия. Для поиска эквинапряженного пространства произведено экспериментальное исследование распределения СВЧ-поля. По результатам исследования была составлена трехфакторная математическая модель в виде нелинейного полинома. Стационарные точки процесса определялись решением системы линейных алгебраических уравнений, полученных в результате приравнивания к нулю частных производных математической модели по длине, ширине и высоте. Максимальный характер экстремума был установлен по критерию Сельвестра на основе чередования знаков диагональных миноров матрицы Гессе. Предварительно осуществлялся расчет дозы энергии, сообщаемой обрабатываемому материалу, в различных точках рабочей камеры и проводилось сравнение полученных результатов с допустимым значением. С целью исключения субъективности в процессе поиска эквинапряженного пространства и достижения универсальности результатов последовательному исследованию подвергались точки, расположенные на поверхности шара с увеличивающимся радиусом. Для реализации модели раздувающегося шара предложен вычислительный алгоритм, суть которого заключается в поэтапном переборе точек на окружностях, опоясывающих шар. По завершении расчета дозы воздействия на точки, находящиеся на поверхности шара, происходит приращение его радиуса и возобновление исследований. Описанная методика позволяет анализировать любые СВЧ-установки циклического действия и избежать ошибок при обосновании выбора компромисса между производительностью и качеством обработки.

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.