Модель и метод расчёта микроволновых установок лучевого типа для термообработки материалов

Описаны конструкции микроволновых установок лучевого типа для высокоэффективного нагрева различных диэлектрических материалов. На установках расположены источники микроволновой энергии на частоте колебаний электромагнитного поля 2450 МГц. Эти источники используют в качестве излучающих антенн, - раскрыв прямоугольных волноводов на основном виде колебаний Н10. Приведены основные уравнения и диаграммы направленности излучения мощности микроволнового излучения из раскрыва волновода прямоугольного поперечного сечения. Изложены основные положения метода Гюйгенса-Кирхгофа для расчёта распределения температуры по поверхности обрабатываемых диэлектрических материалов. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований в области термообработки диэлектрических материалов с использованием микроволновых установок лучевого типа. Представлены модель и метод расчёта распределения температуры объёмных материалов с различными диэлектрическими параметрами. Такие микроволновые технологии являются высокоэффективными, энергосберегающими и экологически чистыми, что отражает актуальность поставленной работы. Выбрана конструкция микроволновой установки лучевого типа для равномерного нагрева диэлектрического материала, размерами: 800 мм × 800 мм × 300 мм на частоте колебаний электромагнитного поля 2450 МГц и представлены её параметры. Микроволновая установка позволяет нагревать материал от +20ºС до +80ºС и имеет выходную микроволновую мощность 4,8 кВт. Приведены результаты численного моделирования диэлектрического материала по толщине. Расхождение рассчитанных и измеренных значений температуры по площади поверхности обрабатываемого материала не превышало 3°С, а отклонение температуры в материалах от номинального значения температуры по толщине материала не превышало 14°С.