Preview

Агроинженерия

Расширенный поиск

Исследование на компьютерной модели влияния элементов конструкции и влажности зерна на добротность СВЧ-конвективной зоны

https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-1-73-79

Аннотация

   Сушку зерна после уборки урожая часто проводят в конвективных зерносушилках с СВЧ-воздействием. При проектировании СВЧ-устройств с резонаторами стремятся к достижению максимальной добротности СВЧ-конвективных зон. В связи с отсутствием исследований по влиянию влажности зерна и элементов, расположенных в СВЧ-конвективной зоне, на её добротность авторы статьи исследовали данные зависимости на компьютерной модели. С помощью програмы CST Microwave Studio 2019 получены данные об изменении добротности резонаторов. Применяли методы Time Domain Solver для выполнения расчёта СВЧ-активной зоны в широком диапазоне частот и Eigenmode Solver – для нахождения собственных мод резонансных структур. Компьютерное моделирование проводили в два этапа. На первом этапе оценивали влияние на величину добротности размещения в СВЧ-конвективной зоне волноводов. На втором этапе исследовали изменение добротности СВЧ-конвективной зоны с волноводами и зерном различной влажности (14, 24 и 26 %). Установлена существенная зависимость добротности зоны обработки зерна от особенностей конструкции и размещения в ней технологических элементов, а также от влажности обрабатываемого зерна и его температуры. Авторами дана рекомендация к проектированию СВЧ-конвективной зоны для технологических процессов, заключающаяся в том, чтобы стремиться не к достижению максимума добротности, а к обеспечению равномерного распределения поля СВЧ в активной зоне.

Об авторах

А. А. Васильев
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ
Россия

Алексей Алексеевич Васильев, канд. техн. наук, старший научный сотрудник

109428

1‑й Институтский проезд, 5

Москва



Д. А. Тихомиров
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ
Россия

Дмитрий Анатольевич Тихомиров, чл.‑ корр. РАН, д‑р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник

109428

1‑й Институтский проезд, 5

Москва



А. Н. Васильев
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ
Россия

Алексей Николаевич Васильев, д‑р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник

109428

1‑й Институтский проезд, 5

Москва



Список литературы

1. Bruce R.M., Atungulu G.G., Sadaka S., Smith D. Impact of specific energy input of a 915 MHz microwave dryer on quality, functional, and physicochemical properties of different rice cultivars. Cereal Chemistry. 2021;98(3):557‑570. doi: 10.1002/cche.10398

2. Abano E.E. Kinetics and quality of microwave‑assisted drying of mango (Mangifera indica). International Journal of Food Science. 2016;2037029. doi: 10.1155/2016/2037029

3. Kovalev A.V., Spiridonov O.B., Lysenko I.E., Ezhova O.A. Method and system of pre‑sowing microwave treatment of agricultural crop seeds. International Journal of Engineering Research and Technology. 2020;13(11):3964‑3969.

4. Soyer Ay., Kolsarici N., Candoğan K. Effect of conventional and microwave cooking methods on some nutritive contents and quality properties of chicken meat. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 1999;23(8):289‑296. https://journals.tubitak.gov.tr/agriculture/vol23/iss8/6

5. Vasil’yev A.N., Dorokhov A.S., Budnikov D.A., Vasil’yev A.A. Trends in the use of the microwave field in the technological processes of drying and disinfection of grain. AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020;51(3):63‑68. EDN: GGWPRQ

6. Сабашкин В.А., Торопов В.Р. Выбор зерноочистительно‑сушильных комплексов в зонах с высокой влажностью зерна // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018. Т. 48, № 3. С. 58‑64. doi: 10.26898/0370-8799-2018-3-8

7. Jia Ch., Wang L., GuoW., Liu Ch. Effect of swing temperature and alternating airflow on drying uniformity in deep‑bed wheat drying. Applied Thermal Engineering. 2016;106:774‑783. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2016.06.056

8. Жолобов Н.В., Чертков Г.Я., Сагайдачный Д.А. Обзор и анализ сушилок зерна // Сборник статей Международной научно‑практической конференции «Инновационные технологии‑2019». 2019. С. 26‑30. EDN: KCDYHD

9. Кирмасов В.Ю., Баскаков И.В., Оробинский В.И., Болотов Д.Б., Распопов А.С., Кондобарова Е.А., Шарова Ю.А. Обзор конструктивных схем зерносушилок // Сборник трудов Национальной научно‑практической конференции «Прикладные вопросы физики (к 120‑летию со дня рождения академиков И.В. Курчатова и А.П. Александрова). Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2022. С. 318‑325. EDN: ZJZSZF

10. Кожухов В.А., Ушкалов В.Ю. Рециркуляционная зерносушилка шахтного типа с активным вентилированием и СВЧ‑активацией зерна // Сборник материалов Международной научно‑практической конференции «Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития». Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2018. С. 118‑121. EDN: YACVAD

11. Gursoy S., Choudhary R., Watson D.G. Microwave drying kinetics and quality characteristics of corn. International journal of agricultural and biological engineering. 2013;6(1):90‑99. doi: 10.3965/j.ijabe.20130601.009

12. Shivhare U.S., Raghavan G.S.V., Bosisio R.G. Microwave drying of corn. 1. Equilibrium moisture content. Transactions of the ASAE. 1992;35(3):947‑950. doi: 10.13031/2013.28683

13. Vasilyev A.A., Vasilyev A.N., Budnikov D.А. Using modeling to select the type of microwave field emitter for dense‑layer grain dryers. Applied Sciences. 2023;13(16):9070. doi: 10.3390/app13169070

14. Vasiliev A.N., Goryachkina V.P., Budnikov D. Research methodology for microwave‑convective processing of grain. International Journal of Energy Optimization and Engineering (IJEOE). 2020;9(2):1‑11. doi: 10.4018/IJEOE.2020040101

15. Mallanna S.D., Viswanath K. Performance analysis of resonators for microwave applications. International Conference on Electrical, Electronics, Communication, Computer and Optimization Techniques (ICEECCOT). Msyuru, India, 2018. Рp. 741‑745. doi: 10.1109/ICEECCOT43722.2018.9001448

16. Кабдин Н.Е., Андреев С.А. Обеспечение равномерности СВЧ‑обработки сельскохозяйственных материалов в объемном резонаторе // Международный технико‑экономический журнал. 2018. № 5. С. 42‑49. EDN: YUZNUD

17. Nelson S.O. Dielectric properties of agricultural materials and their applications. Academic Press, 2015. 229 p.

18. Черкашин Д.Е., Хакимов Н.Т. Использование пакета программ CST MICROWAVE STUDIO для расчёта эффективной площади рассеивания различных объектов // Сборник научных трудов по материалам II Международной научно‑практической конференции «Интеграционные процессы в современной науке: новые подходы и актуальные вопросы». Анапа, 2022. С. 62‑66. EDN: XYJPKS

19. Васинкина Е.Ю., Тригорлый С.В., Кадыкова Ю.А., Калганова С.Г. Моделирование СВЧ‑термообработки композиционных материалов в камерах резонаторного типа // Вестник технологического университета. 2022. Т. 25, № 5. С. 107‑110. EDN: EMPHHH


Рецензия

Для цитирования:


Васильев А.А., Тихомиров Д.А., Васильев А.Н. Исследование на компьютерной модели влияния элементов конструкции и влажности зерна на добротность СВЧ-конвективной зоны. Агроинженерия. 2024;26(1):73-79. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-1-73-79

For citation:


Vasiliev A.A., Tikhomirov D.A., Vasiliev A.N. Study of a computer model of the influence of structural elements and grain moisture on the Q-factor of the microwave-convective zone. Agricultural Engineering (Moscow). 2024;26(1):73-79. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-1-73-79

Просмотров: 146


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2687-1149 (Print)
ISSN 2687-1130 (Online)