Сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.07, доктор технических наук Нефедов, Владимир Николаевич

• Нефедов, Владимир Николаевич
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Нефедов, Владимир Николаевич

введение

глава 1. сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей

Введение

1.1. Особенности СВЧ - нагрева диэлектрических материалов

1.2. Электродинамические системы, используемые в технологических процессах термообработки диэлектрических материалов больших площадей

1.3. Термообработка материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями

1.4. Выбор нового направления в области создания устройств СВЧ -нагрева для высокоэффективной термообработки диэлектрических материалов больших площадей с малыми потерями

1.5. Концепция построения устройств СВЧ - нагрева

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей»

2.1. Некоторые особенности двумерно - периодических замедляющих систем

2.2. Дисперсионные свойства двумерно - периодических замедляющих систем со скользящими плоскостями симметрии, перпендикулярными плоскости решетки

2.3. Дисперсионные характеристики двумерно - периодических замедляющих систем с зеркальными плоскостями симметрии, перпендикулярными плоскости решетки 86

2.4. Выбор конструкций двумерно - периодических замедляющих систем 88

2.5. Выбор параметров многоэтажных замедляющих систем для высокоэффективного нагрева материалов с малыми потерями 94

Заключение 101

3. расчет и экспериментальные исследования новых конструкций многоэтажных замедляющих систем для устройств свч - нагрева 102 Введение 102

3.1. Выбор метода расчета многоэтажных двумерно -периодических замедляющих систем 102

3.2.Вид основных матриц передач упрощенных шести-полюсников для основных элементов конструкции многоэтажных замедляющих систем 110

3.3. Расчет параметров основных элементов конструкции многоэтажных замедляющих систем 118

3.4. Метод расчета и экспериментальное определение величины волнового сопротивления 126

3.5. Экспериментальные исследования новых конструкций многоэтажных замедляющих систем для устройств

СВЧ-нагрева 131

Заключение 153

глава 4. метод расчета устройств свч - нагрева 155 Введение 155

4.1. Учет зависимости постоянной затухания от температуры 155 4

4.2. Распределение температуры по толщине материала 168

4.3. Распределение температуры диэлектрического материала вдоль секции устройства СВЧ - нагрева 171

4.4. Распределение температуры материала вдоль модуля устройства СВЧ - нагрева 187

4.5. Распределение температуры по толщине материала в секции и в модуле устройства СВЧ - нагрева 194

4.6. Распределение температуры материала по ширине модуля в устройствах СВЧ - нагрева периодического типа 202

4.7. Метод расчета устройств СВЧ - нагрева 205

4.8. Основные конструкции устройств СВЧ - нагрева 210

4.8.1. Устройства для термообработки плоских материалов 210

4.8.2. Устройства для термообработки диэлектрических труб 213

4.8.3. Устройства для термообработки сыпучих материалов 216

4.8.4. Устройства для регенерации сажевых фильтров 218 Заключение 221 заключение 224 список использованных источников 229 приложение 246 введение

Современные тенденции развития в области нагрева и сушки диэлектрических материалов направлены на поиск новых высокоэффективных и экологически чистых технологий. Одним из таких направлений является использование в качестве источника тепла - энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ - энергии) [1 .20].

СВЧ - энергия является очень удобным источником тепла, который в ряде применений обладает несомненными преимуществами перед другими источниками. К таким преимуществам можно отнести [1 .6]:

1. При СВЧ - нагреве не происходит загрязнение обрабатываемого материала другими примесями, так как СВЧ - энергию можно подводить к обрабатываемому материалу через защитные оболочки из твердых диэлектриков с малыми потерями (фторопласт, полипропилен и др.). В результате загрязнение обрабатываемого материала практически полностью устраняется, так как даже при большой подводимой мощности диэлектрик с малыми потерями остается практически холодным. Кроме того, помещая нагреваемый материал в откаченный объем или инертный газ, можно устранить окисление его поверхности;

2. При использовании СВЧ - нагрева отсутствуют какие-либо продукты сгорания;

3. Важное преимущество СВЧ - нагрева - тепловая безынерционность, т.е. возможность практически мгновенного включения и выключения теплового воздействия на обрабатываемый материал. Отсюда высокая точность регулировки процесса нагрева и его воспроизводимость;

4. Важным преимуществом СВЧ - нагрева является возможность реализации таких технологических процессов, в которых на выходе получаются материалы высокого качества и с заданными свойствами, которые очень трудно или практически невозможно получить, используя традиционные методы обработки материалов. В таких технологических процессах можно использовать зависимость потерь в диэлектрике от длины волны (зависимость тангенса угла диэлектрических потерь как функции длины волны). При этом в многокомпонентной смеси диэлектриков будут нагреваться только те части, где высокий тангенс угла потерь. Кроме того, при нагреве для целей сушки качество получаемого материала существенно улучшается за счет того, что нагрев высушенных мест автоматически прекращается. Объясняется это тем, что тангенс угла диэлектрических потерь различных обрабатываемых материалов, как правило, прямо пропорционален влажности. Поэтому с уменьшением влажности в процессе сушки потери СВЧ - энергии уменьшаются, а нагрев продолжается только в тех участках обрабатываемого материала, где еще сохранилась повышенная влажность. Кроме того, с помощью СВЧ - энергии можно не только равномерно нагревать диэлектрик по его объему, но и получать по желанию любое заданное распределение температур. Поэтому при СВЧ - нагреве открываются возможности многократного ускорения ряда технологических процессов;

5. Сочетание СВЧ - нагрева с другими методами нагрева (паром, инфракрасным излучением и др.) приводит к оптимальным результатам при проектировании какого-либо технологического процесса, поскольку в этом случае эффективный поверхностный нагрев достигается за счет пара или горячего воздуха, а глубинный - за счет энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот. Это также способствует созданию различных технологических процессов, обеспечивающих на выходе продукцию наивысшего качества;

6. Преобразование СВЧ - энергии в тепловую энергию, характеризуется высоким коэффициентом полезного действия. Теоретическое значение этого КПД близко к 100%. Тепловые потери в подводящих трактах обычно невелики, и стенки волноводов и рабочих камер (устройств) остаются практически холодными, что создает комфортные условия для обслуживающего персонала.

Для получения высокого качества обрабатываемых с помощью СВЧ -энергии диэлектрических материалов необходимо, как создание специального СВЧ - устройства для подвода энергии к заданным участкам нагреваемого материала, так и разработка самого технологического процесса обработки материала. Известны [1.26] устройства и технологии СВЧ - нагрева, которые используются в различных отраслях народного хозяйства: в литьевом производстве (сушка формованных изделий); в строительстве (ускоренное твердение изделий из бетона и пенобетона, сушка и обжиг керамических изделий, кирпичей, ускорение полимеризации полимерных труб); в деревообрабатывающей промышленности (сушка изделий из древесины, музыкальных инструментов); в производстве полупроводниковых приборов (отжиг, сушка и полимеризация фоторезисторов, плазмохимическое травление, осаждение тонких пленок) и многих других отраслях. Однако потенциал СВЧ - технологий до настоящего времени далеко не исчерпан, особенно в области их практического использования.

В рамках конверсионной программы в Государственном центральном научно - исследовательском радиотехническом институте совместно с НТЦ "Альфа-1" разработан ряд новых СВЧ - устройств, позволивших интенсифицировать многие технологии нагрева и сушки, традиционно используемые в народном хозяйстве. Опишем некоторые СВЧ - технологии, которые имеют большие перспективы применения в народном хозяйстве, как в России, так и за ее рубежами [149]:

1. Автоматический измеритель влажности "АИВ - 1". Экспресс - анализаторы влажности необходимы для технологического контроля сырья и выходного контроля готовой продукции. Принцип действия устройства основан на использовании СВЧ - энергии для сушки пробы до постоянной массы. Устройство состоит из источника СВЧ - энергии, проходной волноводной камеры, на конце которой расположена согласованная балластная нагрузка. Внутри камеры расположена кювета с пробой, связанная с электронными весами. Устройство за 5. 10 минут измеряет влажность материалов в диапазоне от 0,5% до 100% с точностью ± 0,5%. Объем пробы составляет 45± 5 см .

АИВ - 1" успешно используется на мясоперерабатывающих предприятиях и хлебозаводах.

2. Полимеризатор стоматологических протезов. Основными операциями в производстве пластмассовых зубных протезов являются: выплавление восковых моделей, сушка гипсовых форм и полимеризация базисов протезов, изготовляемых из акриловых смол. В качестве теплоносителей в этих процессах традиционно используется горячая вода, что создает большую неоднородность температурного поля, снижает качество протезов и ограничивает скорость их изготовления. Полимеризатор состоит из СВЧ - печи с устройством управления и индикации, а также включает в себя несколько кювет из диэлектрического материала для паковки пластмассы и проведению всех операций по изготовлению протезов по заданной программе. Размягчение воска занимает 2 минуты, полимеризация длится 10 минут (процесс полимеризации сокращается более, чем в 10 раз при высоком качестве полимеризации акриловых смол). Полимеризатор успешно прошел испытания и используется в стоматологических институтах.

3. Регенерируемый фильтр для улавливания частиц сажи из выхлопных газов дизельных двигателей. Твердые частицы отработавших газов в большом количестве образуются при сжигании дизельного топлива в транспортных энергетических установках. Для улавливания сажи из отработавших газов используются волокнистые фильтры, которые время от времени требуют очистки (регенерации).

Одним из перспективных способов регенерации фильтров является использование СВЧ - энергии для нагрева и сжигания углеродосодержащих твердых частиц в потоке отработавших газов. Концентрация СВЧ - энергии в фильтре осуществлена с помощью низкодобротного резонатора. Дополнительно радиопрозрачный фильтр укомплектован замедляющими системами, концентрирующими СВЧ - энергию. Через 2.3 минуты после подачи СВЧ -энергии сажа возгорается, а фильтр регенерируется и восстанавливает свою первоначальную пропускную способность. По сравнению со всеми другими способами СВЧ - регенерацию отличает высокая скорость очистки, экономичность, простота и безынерционность, отсутствие движущихся частей и механизмов. Отработаны отдельные режимы регенерации фильтра на моделях шоссейного и городского ездовых циклов (мощность источника СВЧ - энергии - 0,65 кВт, мощность дизельного двигателя Д-65Н - 45 кВт).

4. Конвейерная установка "Фермент". СВЧ - установка предназначена для быстрого и равномерного нагрева табачных кип на сигаретно-сигарных фабриках с целью осуществления с высоким качеством биохимического процесса ферментации, а также для объемного размораживания кип табака и придания табачным листьям эластичности перед такими операциями как резка и рас-щипка. СВЧ - установка позволяет снизить потери табака на 10%, повысить качество табака и автоматизировать технологический процесс. Установка успешно эксплуатируется на сигаретно-сигарной фабрике.

Использование СВЧ - энергии в целях нагрева и сушки диэлектрических материалов позволяет осуществить интенсивные, безотходные, энергосберегающие и экологически чистые технологии. При этом во многих случаях удается:

- сократить продолжительность технологического процесса в 10. 20 раз;

- повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить брак;

- снизить удельный расход электроэнергии на 25. 50%;

- уменьшить площади производственных помещений на 10. 60%;

- сократить на 20. 50% численность обслуживающего персонала;

- улучшить санитарно-гигиенические условия труда;

- повысить управляемость технологическим процессом;

- создать условия для автоматизации производства.

Описанные выше преимущества применения СВЧ - энергии в народном хозяйстве свидетельствуют о перспективности, экономической целесообразности ее использования и требуют дальнейших практических шагов по реализации ее в различных технологических процессах.

Создание новых интенсивных технологических процессов равномерного нагрева материалов больших площадей с использованием в качестве источника тепла - энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот, - является актуальной и важной научно-практической задачей, которая стоит в различных отраслях промышленности и решению которой посвящена настоящая работа.

В практическом плане, решение поставленной задачи распадается на два основных направления.

Первое направление связано с созданием устройств СВЧ - нагрева материалов, диэлектрические параметры которых изменяются в широких пределах, как от влажности, так и от температуры.

К таким технологическим процессам относятся: термообработка руберо-идно-битумных кровельных и асфальтобетонных дорожных покрытий; получение новых теплоизоляционных строительных материалов на основе жидкого стекла с различными наполнителями (методом вспучивания); термообработка бетонных панелей, а также высококачественная сушка твердолиствен-ных пород древесины, картона и др.

В настоящей работе эти технологические процессы успешно реализованы с использованием различных конструкций электродинамических систем [132.137; 142.149; 152.155; 214. .215].

Второе направление связано с созданием устройств СВЧ - нагрева материалов с малыми потерями, диэлектрические параметры которых зависят от температуры и лежат в пределах (г' < 5; г" < 0,05).

К таким процессам относится нагрев различных пластических масс: плексигласа, эбонита, полипропилена, полистирола, полиэтилена с различными наполнителями в виде красителей, перед прессованием или штамповкой с целью избежать различных дефектов, а также термообработка некоторых полупроводниковых материалов.

В настоящей работе, для решения поставленной задачи, предложено новое направление в области создания устройств СВЧ - нагрева [166. 168; 216]. Предлагаемые устройства в качестве нагревательных элементов содержат секции многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем. Такие устройства позволяют с высокой эффективностью проводить термообработку материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями, и обеспечить необходимое распределение температурного поля, как по площади, так и по толщине обрабатываемого материала.

Цель работы - создание высокоэффективных сверхвысокочастотных устройств на новых физических принципах и концепциях их построения, для равномерного нагрева диэлектрических материалов больших площадей.

1. Создание высокоэффективных сверхвысокочастотных устройств, для равномерного нагрева материалов больших площадей, диэлектрические параметры которых изменяются в широких пределах, как от влажности, так и от температуры.

Цель достигается путем:

- разработки конструкций электродинамических устройств, для реализации конкретных технологических процессов (термообработка асфальтобетонных дорожных и рубероидно битумных кровельных покрытий, кип табака перед ферментацией, бетонных плит; высококачественная сушка твердолиственных пород древесины и картона; получение новых теплоизоляционных строительных материалов);

- проведения экспериментальных исследований по поглощению СВЧ -энергии многокомпонентными материалами.

2. Создание высокоэффективных сверхвысокочастотных устройств (предложены и научно обоснованы новые технические решения в области создания устройств СВЧ - нагрева), для равномерного нагрева материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями (е'<5; с"<0,05).

Цель достигается путем:

- создания концепции построения устройств СВЧ - нагрева, в которых в качестве нагревательных элементов используются секции многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем;

- разработки новых конструкций многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем, дисперсионные свойства которых позволяют реализовать максимальные размеры пространства взаимодействия поля сверхвысоких частот и обрабатываемого материала;

- разработки метода расчета основных параметров новых конструкций многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем;

- проведения экспериментальных исследований новых конструкций замедляющих систем;

- создания новой элементной базы обеспечивающей построение многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем с заданными электродинамическими характеристиками, не прибегая к дорогостоящим технологиям их изготовления;

- создания конструкций сверхвысокочастотных устройств термообработки широкого спектра диэлектрических материалов (листовых, порошков, диэлектрических труб, сыпучих и других материалов), работающих в режиме бегущей волны и имеющих модульную конструкцию;

- разработки метода расчета новых конструкций сверхвысокочастотных устройств и технологических режимов термообработки диэлектрических материалов;

- проведения экспериментальных исследований на модулях сверхвысокочастотных устройств по термообработке различных по параметрам диэлектрических материалов.

На защиту выносятся следующие научные результаты и положения:

1. Концепция построения высокоэффективных устройств СВЧ - нагрева, имеющих модульную конструкцию, а в качестве нагревательных элементов использующих секции многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем, работающих в режиме бегущей волны, обеспечивает равномерный нагрев материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями (е" < 0,05), при коэффициенте полезного действия таких устройств, не менее 82%;

2. Метод расчета устройств СВЧ - нагрева, построенных на основе секций многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем, работающих в режиме бегущей волны, основанный на том, что величина поглощенной мощности прямо пропорциональна величине постоянной затухания, дает расхождение между рассчитанной и измеренной температурой материала не более 3%;

3. Конструкции секций многоэтажных двухступенчатых двумерно-периодических замедляющих систем, обладающие взаимно - ортогональными скользящими плоскостями симметрии, перпендикулярными плоскости обратной решетки, при заданной полосе рабочих частот обеспечивают максимальные поперечные размеры пространства взаимодействия (при полосе рабочих частот 5%, поперечные размеры составляют не менее 1,5-А,, где X - длина волны генератора);

4. Метод расчета новых конструкций многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем, основанный на основных положениях теории периодических 2(Р+1)-полюсников, теории поля для определения параметров эквивалентной схемы исходя из формы и размеров элементов конструкции, и учета эмпирических коэффициентов, полученных на основе многочисленных экспериментальных исследований, дает расхождение рассчитанных и измеренных продольных дисперсионных характеристик (основного и ближайшего к нему по поперечному замедлению видов колебаний) не более 2%, а величины волнового сопротивления (основного вида колебаний) рассчитанного и измеренного - не более 15%.

Практическая ценность работы. Разработанные высокоэффективные устройства СВЧ - нагрева на основе многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем открывают широкие перспективы для их внедрения в различные отрасли народного хозяйства с целью получения высокого экономического эффекта. Использование предложенного метода расчета таких устройств позволяет провести расчет заданного технологического процесса термообработки диэлектрических материалов с требуемой точностью. Модульность конструкции позволяет гибко управлять параметрами сверхвысокочастотного устройства и автоматизировать технологический процесс термообработки материалов.

Предложенные новые конструкции многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем позволяют достигать максимальных размеров пространства взаимодействия обрабатываемого материала с электромагнитным полем сверхвысоких частот, обеспечивая при этом максимальную производительность. Предложенные методы расчета новых конструкций замедляющих систем позволяют сократить время и средства при разработке устройств СВЧ - нагрева.

Научная новизна диссертации заключается в том, что представлено новое направление - создание сверхвысокочастотных устройств на основе многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем для высокоэффективного и равномерного нагрева диэлектрических материалов больших площадей с малыми потерями (а' < 5; е" < 0,05). Более подробно научная новизна характеризуется следующим: впервые

- предложены конкретные конструкции сверхвысокочастотных устройств, использующие в качестве нагревательных элементов секции многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем для термообработки широкого спектра диэлектрических материалов (плоских, цилиндрических, порошков, сыпучих материалов и др.);

- разработан метод расчета новых конструкций сверхвысокочастотных устройств и технологических режимов термообработки диэлектрических материалов;

- разработаны новые конструкции многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем, свойства которых позволяют реализовать максимальные размеры пространства взаимодействия;

- разработан метод расчета новых конструкций многоэтажных замедляющих систем;

- исследованы процессы нагрева диэлектрических материалов с различными электрофизическими характеристиками на секциях и модулях устройств СВЧ - нагрева в режиме бегущей волны.

Предложенные конструкции сверхвысокочастотных устройств, для термообработки диэлектрических материалов, а также основные конструкции многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем защищены патентами.

Реализация результатов. Результаты диссертационной работы отражены в 14 научно-технических отчетах (7 - НИР, 1 - НИЭР, 1 - НИОКР, 5 - ОКР).

Результаты работы (метод расчета многоэтажных двумерно-периодических замедляющих систем и концепция построения устройств СВЧ

- нагрева, использующих в качестве нагревательных элементов секции многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем) внедрены в опытно

- конструкторской работе, выполненной ФГУП "ЦНИРТИ": "Создание СВЧ

- устройства очистки фильтров от твердых сажевых частиц дизельных двигателей городских автобусов", шифр "Эксхаузер" (главный конструктор - Кор-неев C.B., зам. главного конструктора - Нефедов В.Н.), что позволило обеспечить снижение выбросов твердых сажевых частиц в окружающую среду на 85. 90%.

Результаты работы (метод расчета температурного поля в сверхразмерных камерах с материалом, диэлектрические параметры которого изменяются в широких пределах, как от влажности, так и от температуры) внедрены в опытно - конструкторской работе, выполненной ЗАО НТЦ "Альфа-1": "Разработка лесосушильной СВЧ - камеры", шифр "Лес" (главный конструктор Корнеев C.B., зам. главного конструктора Нефедов В.Н.), что позволило обеспечить снижение времени сушки древесины в 5 раз и повысить ее качество. Такие установки успешно эксплуатируются в различных регионах страны.

Результаты работы (метод расчета температурного поля материала в мно-горезонаторных камерах в конвейерном режиме, а также метод конструирования и расчета шлюзовых камер) внедрены в опытно - конструкторские работы, выполненные ЗАО НТЦ "Альфа - 1":

1. "Разработка СВЧ - установки для размораживания и ферментации кип табака", шифр "Фермент" (главный конструктор - Корнеев C.B., зам. главного конструктора - Нефедов В.Н.), что позволило обеспечить высокоэффективное размораживание кип табака в зимний период, снизить на 10% потери табака на таких операциях как резка и расщипка за счет придания листьям табака эластичности. Установки успешно эксплуатируются на табачной фабрике (г. Погар);

2. "Разработка конвейерной СВЧ - установки для производства теплоизоляционных плит" (главный конструктор Корнеев C.B., зам. главного конструктора Нефедов В.Н.), что позволило создавать теплоизоляционные материалы с новыми свойствами "методом вспучивания", которые невозможно получить с использованием традиционных технологий. Такие установки эксплуатируются на заводе по выпуску металлоконструкций с утеплителем (г. Орск).

Результаты работы (экспериментальные исследования процессов поглощения СВЧ - энергии материалами с различными электрофизическими параметрами (асфальтобетонных дорожных покрытий)) внедрены в научно-исследовательской опытно-конструкторской работе, выполненной научно-исследовательским институтом: " Перспективных материалов и технологий" МГИЭМа (ТУ): "Дорожный ремонтер для заливки трещин в асфальтобетонных покрытиях битумно-полимерной мастикой, оснащенный СВЧ - оборудованием" (главный конструктор - Нефедов В.Н.), что позволило снизить на 25% энергетические затраты и до 70% сократить использование новых материалов покрытия. Опытный образец СВЧ - разогревателя используется при ремонте дорожных покрытий (г. Москва).

Результаты внедрения диссертационной работы подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на заседании секции научно-технического совета Государственного научно - исследовательского института по промышленной и санитарной очистки газов (НИИОГАЗ) 16.03.93 г. Доклад: "Очистка газов от взвешенных частиц с помощью микроволн";

- на Международном научном семинаре "Электродинамика периодических и нерегулярных структур" при секции НТО им. A.C. Попова. Московский энергетический институт. 19.10.94 г. Доклад: "Использование многоэтажных замедляющих систем для нагрева диэлектрических материалов";

- на Международной конференции "Эволюция ИНФОСФЕРЫ". Российская Академия Наук. 19.11.97 г. Доклад: "СВЧ - метод регенерации сажевых фильтров дизелей";

- на Международном научном семинаре "Электродинамика периодических и нерегулярных структур" при секции НТО им. A.C. Попова. Московский энергетический институт. 16.03.94 г. Доклад: "Разработка устройств СВЧ -нагрева для интенсификации технологических процессов";

- на Научно - технической конференции 17-21 мая 1993 г. Государственный Центральный научно - исследовательский радиотехнический институт. Доклад: "Автоматический измеритель влажности мясных продуктов на основе метода СВЧ - сушки";

- на Научно - технической конференции 17-21 мая 1993 г. Государст-веннный Центральный научно - исследовательский радиотехнический институт. Доклад: "Исследование возможности применения СВЧ - энергии для изготовления стоматологических протезов";

- на Международной научно - технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения". Саратов, 1994 г. Доклад: "Использование СВЧ - энергии для интенсификации технологий нагрева". В книге: Тезисы докладов секций электроники и электродинамики СВЧ. Международной научно-технической конференции: "Актуальные проблемы электронного приборостроения". 4-7 октября 1994 г. СГТУ, Саратов 1994 г. С. 149;

- на Международной конференции посвященной дню Радио. Май 1995 г. Москва. Доклад: "Новые установки и оборудование для технологий СВЧ - нагрева". В книге: Тезисы докладов Международной конференции "100 - летию начала использования электромагнитных волн для передачи сообщений и зарождения радиотехники". 50-я научная сессия, посвященная дню радио. Часть 2, май 1995 г. Москва, стр. 148. 149.

- Quality Wood Drying Through Process Modelling and Novel Technologies Technologies. August 13 - 178, 1996. QUEBEC CITY, CANADA. 5th INTERNATIONAL IUFRO WOOD DRYING CONFERENCE. SESSION 5. Novel drying technologies. "Hardware and technology of microwave assisted sawn wood drying".

- на Международном научном семинаре "Электродинамика периодических и нерегулярных структур" при НТО им. A.C. Попова. Московский энергетический институт. 18. 10. 2000 г. Доклад: "Высокоэффективные устройства для термообработки диэлектрических материалов с малыми потерями";

- на Международном научном семинаре "Электродинамика периодических и нерегулярных структур" при НТО им. A.C. Попова. Московский энергетический институт. 18. 10. 2000 г. Доклад: "Использование многоэтажных замедляющих систем для устройств СВЧ - нагрева".

Публикации. По теме диссертации выпущено 14 научно - технических отчетов, опубликовано 18 статей и получено 16 патентов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка использованных источников, заключения и приложения. Имеет общий объем 253 страниц, в том числе 156 страниц основного текста, 88 рисунков на 73 страницах, 216 наименований списка использованных источников на 17 страницах, 7 страниц приложения.

Заключение диссертации по теме «Антенны, СВЧ устройства и их технологии», Нефедов, Владимир Николаевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения докторской диссертационной работы были получены следующие основные результаты:

1. Решена важная научно - практическая задача высокоэффективного и равномерного нагрева материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями (е" < 0,05).

Для решения поставленной задачи предложено новое направление в области создания устройств СВЧ - нагрева, в которых, в качестве нагревательных элементов используются секции многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем.

Предложена концепция построения новых устройств СВЧ - нагрева, имеющих модульную конструкцию и работающих в режиме бегущей волны.

Предложены конкретные конструкции сверхвысокочастотных устройств, для термообработки: плоских (листовых) материалов, диэлектрических труб, сыпучих материалов, для регенерации сажевых фильтров и термообработки материалов в вакууме, инертных средах и при высоких температурах.

Экспериментальные исследования, проведенные для широкого спектра диэлектрических материалов, показали, что коэффициент полезного действия по преобразованию энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот в тепло для предложенных устройств СВЧ - нагрева составляет не менее 82%.

Использование предложенных конструкций сверхвысокочастотных устройств:

- для термообработки полупроводниковых материалов [213], позволило сократить время термообработки более чем в 10 раз, при этом механические напряжения и трещины в отожженных материалах не наблюдались;

- для создания устройств очистки фильтров от твердых сажевых частиц дизельных двигателей [206.211], позволило снизить выбросы в окружающую среду твердых сажевых частиц на 90%;

- для создания технологических режимов термообработки материалов с малыми диэлектрическими потерями (эбонита и плексигласа), позволило снизить время термообработки в 10. 15 раз.

2. Разработаны новые конструкции секций многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем, дисперсионные свойства которых позволяют реализовать в устройствах СВЧ - нагрева максимальные размеры пространства взаимодействия электромагнитного поля сверхвысоких частот и обрабатываемого диэлектрического материала.

Новые конструкции замедляющих систем являются двухступенчатыми в поперечном направлении и обладают взаимно ортогональными скользящими плоскостями симметрии, перпендикулярными плоскости обратной решетки.

В продольном направлении длина секции многоэтажной замедляющей системы определяется шириной обрабатываемого диэлектрического материала, а в поперечном направлении размеры достигают не менее 1,5-Л, где Л -длина волны генератора, что дает возможность с высокой эффективностью проводить термообработку материалов больших площадей.

3. Разработан метод расчета новых конструкций многоэтажных двумерно -периодических замедляющих систем.

Расчет дисперсионных характеристик замедляющих систем основан на использовании метода многопроводных линий и основных положений теории периодических 2(Р+1) - полюсников.

Параметры эквивалентных схем замедляющих систем рассчитывались методами теории поля с учетом эмпирических коэффициентов, полученных на основе многочисленных экспериментальных исследований.

Расчет величины волнового сопротивления многоэтажных двухступенчатых конструкций замедляющих систем проводился с использованием метода представления поля в виде симметричных составляющих.

Расхождение рассчитанных и измеренных осевых дисперсионных характеристик основного и ближайшего к нему по поперечному замедлению видов колебаний многоэтажных конструкций замедляющих систем не превышает 2%, а величины волнового сопротивления основного вида колебаний - 15%.

Разработанный метод расчета новых конструкций многоэтажных двумерно - периодических замедляющих систем позволяет, не прибегая к дорогостоящим экспериментальным исследованиям, рассчитать необходимые электродинамические параметры и тем самым сократить время и средства для разработки сверхвысокочастотных устройств термообработки диэлектрических материалов.

4. Разработан метод расчета сверхвысокочастотных устройств и технологических режимов термообработки материалов больших площадей с малыми диэлектрическими потерями.

Метод расчета распределения температурного поля в обрабатываемом диэлектрическом материале основан на многочисленных экспериментальных исследованиях, которые показывают, что величина поглощенной мощности в материале прямо пропорциональна величине постоянной затухания в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот.

Расхождение экспериментальных и рассчитанных характеристик распределения температуры обрабатываемого диэлектрического материала вдоль модуля устройства СВЧ - нагрева (плексигласа, эбонита, гетинакса, текстолита, винипласта, стеклотекстолита) не превышает 3%, что позволяет, не прибегая к дорогостоящим экспериментальным исследованиям рассчитать требуемые технологические режимы термообработки материала и электродинамические параметры СВЧ - устройств.

5. Решена задача эффективного и равномерного нагрева материалов больших площадей, диэлектрические параметры которых изменяются в широких пределах, как от влажности, так и от температуры.

Решение поставленной задачи показано на конкретных технологических процессах с использованием различных конструкций электродинамических сверхвысокочастотных устройств (системы волноводных излучателей, сверхразмерные камеры периодического и проходного типа, многовидовые камеры).

К таким технологическим процессам относятся:

- экологически чистые, бесшумные, безотходные и низкотемпературные СВЧ - технологии ремонта асфальтобетонных покрытий, что позволило снизить на 25% энергетические затраты и до 70% сократить использование новых материалов покрытия, повысить качество ремонта [214, 215,135.137];

- экологически чистые, бесшумные и низкотемпературные СВЧ - технологии, позволяющие проводить неразрушающую регенерацию кровельного рубероидно - битумного покрытия, что позволило получить после твердения монолитное водозащитное покрытие без внесения дополнительных материалов [214, 215,133,134];

- технологические режимы (метод вспучивания) получения новых теплоизоляционных строительных материалов [140,141, 214, 215], позволило реализовать высокий темп нагрева материала по всему объему и получить высокое качество новых материалов, которые другими методами получить невозможно;

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Нефедов, Владимир Николаевич, 2001 год

1. Окресс Э. СВЧ энергетика. М.: Мир, 1971, т. 2.

2. Архангельский Ю.С., Девяткин И.И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Издательство Саратовского университета, 1983 г.

3. Всесоюзная У1 научно практическая конференция по применению СВЧ -энергии в технологических процессах и научных исследованиях. Саратов. 1991 г.

4. Ю.Н. Пчельников, В.Т. Свиридов. "Электроника сверхвысоких частот", Москва, "Радио и связь", 1981 г.

5. Международная научно техническая конференция "Актуальные проблемы электронного машиностроения". Тезисы докладов. 4-7 октября 1994 г. Издательство Саратовского университета, 1994 г.

6. Рогов И.А., Некрутман C.B. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1976 г.

7. Применение СВЧ нагрева в общественном питании. Под редакцией А.Н. Вышелесского, Е.П. Кузьминой. - М.:Экономика, 1964 г.

8. Захаров В.И., Некрутман C.B. Физические процессы при обработке пищевых продуктов в электрическом поле СВЧ. Научн. тр. МИНХ, 1967, вып. 50, с. 17.20.

9. Ю.Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот. М.: Энергия, 1968 г.

10. П.Басс Ю.П. и др. Диэлектрический нагрев в резиновой промышленности. -М.: ЦНИИЭнефтехим, 1974 г.

11. C.B. Некрутман. "Тепловая обработка пищевых продуктов в электрическом поле сверхвысокой частоты". Москва, 1972 г.

12. Некрутман C.B. Аппараты СВЧ в общественном питании. М.: Экономика, 1973г.

13. Довженок A.A., Язиков В.Н. Установка для скоростной сушки асбестосо-держащих материалов в полях СВЧ. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1976, № 10, с. 65.68.

14. Бенгтссон Н., Олссон Т. СВЧ нагрев в пищевой промышленности. ТИИ-ЭР, 1974, № 1, с. 52.56.16.3африн Э.Я. и др. О применении СВЧ энергоподвода при сублимации. -Изв. АНМСССР, 1969, №3, с. 65.68.

15. Крепьючетс Р. Использование СВЧ нагрева в производственных процессах. -Электроника, 1966, т. 39, № 5, с. 39.47.

16. Рогов И.А., Горбатов A.B. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974.

17. Обзоры по электронной технике. Серия 1. Электроника СВЧ. Выпуск 12 (1281). Н.К. Беляева, А.И. Маштакова, О.Ф. Кузнецова. СВЧ нагрев при обработке промышленных материалов. ЦНИИ "Электроника", Москва, 1987.

18. Обзоры по электронной технике. Серия 1. Электроника СВЧ. Выпуск 10 (960). В.Н. Удалов, А.И. Маштакова, Н.К. Беляева. Камерные СВЧ печи периодического действия. ЦНИИ "Электроника", Москва 1983.

19. Торговников Г.И., Новиков М.П. A.c. № 1183798 СССР//Б.И. 1982 г.

20. Торговников Г.И. О перспективах использования СВЧ энергии для обработки древесины и древесных материалов//Деревообрабатывающая промышленность, 1989, вып. 5, с. 13.15.

21. Торговников Г.И. "Диэлектрические свойства древесины", Москва, изд. Лесная промышленность, 1986.

22. Gruber G., Practical aspect of microwave veneer redrying, J. Microwave Power, 2, pp. 37.39 (June, 1967).

23. Патент США № 4126651, 1978 г., класс Н05 В 9/00.

24. Кардашев Г.А., Беренцвейг Р.А., Гризак Ю.С., Шаталов А.Л., Салосин А.В. А.с. № 704796, СССР//Б.И. 1978.

25. Солин Н.И., Самохвалов А.А., Белоиров В.А., Афанасьев А.Я. А.с. № 989754, СССР//Б.И. 1980, класс Н05 В 6/46.

26. Bleackley W.J., Barnes J.C., Perkins G.H. A microwave dryer for photographic prints. NRC (Nate. Res. Coucil) Bull. Radio Elec. Eng. Div., 15, p.28 (July -September, 1965).

27. Bleackley W.J., Barnes J.C., Perkins G.H. A microwave dryer for photographic prints, Can. J. Phot (May June, 1966).

28. Хинэн "Сушильные установки с бегущей волной", с. 161. 183. В кн. СВЧ -энергетика. Под редакцией Э. Окресса, т. 2. Изд. Мир, Москва, 1971.

29. Harvey A.F. Microwave Engineering, New York, Academic Press, 1963, pp. 233.279, 976.979.

30. Supplee A.F. Hidh power microwave systems. J. Microwave Power, pp. 89.96. (december, 1966).

31. Bocc и Санли "Лесоматериалы". В кн. СВЧ энергетика. Под редакцией Э. Окресса, т. 2, с. 183.223. Изд. Мир, Москва, 1976.

32. Resch Н., Preliminary Technical Feasibility Study on the use of Microwaves for the Drying of Redwood Lumber, Serv. Rept. 35.01.55, Forest Products Lab., Univ. Of California, Richmond, California, 1966/

33. Архангельский Ю.С. Малогабаритная установка для сушки фотопленок. -Электронная промышленность, 1974, № 9, с. 63.64.

34. Архангельский Ю.С., Сатаров И.К. Малогабаритная установка для сушки проявленной кинопленки в электромагнитном поле сверхвысоких частот. -Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1979, № 4, с. 79.80.

35. Девяткин И.И. и др. Замедляющие системы для СВЧ нагрева диэлектрических стержней. - Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1972, № 5, с. 106.111.

36. Патент США№ 40190009 от 19.04.77., класс Н05 В 9/06.

37. Патент Японии № 54-30534 от 01.10.79., класс Н05 В 9/06.

38. Патент Японии № 55 -51312 от 23.12.80., класс Н05 В 6/70.

39. Патент Японии № 55 5839 от 01.05.80., класс Н05 В 9/06.

40. Патент США№ 412078 от 17.10.78., класс Н05 В 9/06.

41. Патент ФРГ № 3010088 от 15.03.80., класс Н05 В 9/06.

42. Патент США№ 3478187 от 11.11.69., класс Н05 В 9/06.

43. А. С. СССР № 1092761, класс Н05 в 6/64.

44. Патент Франции № 2413842, класс Н05 В 9/06, 1980.

45. А.С. СССР № 1003388, класс Н05 В 9/06, 1981.

46. Дымшиц P.M., Мамонтов A.B., Пчельников Ю.Н., Мицкис А.Ю.Ю. Заявка на авторское свидетельство № 4793434/07 от 19.02.90.

47. Патент США№ 3814983, класс 315-39, 1974.

48. А.С. СССР №750760, класс Н05 В 9/06,1980.

49. Лыков A.B. Тепло и массообмен в процессах сушки. - Изд. перераб. и доп. -M.-JL: Энергия, 1968.

50. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968.

51. Кришер О. Научные основы сушки. М.: Ил., 1961.

52. Подстригач Я.С., Коляно Ю.М. Обобщенная термомеханика. Киев. Науко-ва думка, 1976.

53. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло и массопереноса. - M.-JL: Гос-энергоиздат, 1963.

54. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. 5-е изд. доп. - М.: Атомиз-дат, 1979.

55. Бергер М.Н., Капилевич A.A. Промышленная теплотехника. M.-JL: Гос-энергоиздат, 1956.

56. Дебай П., Закк Г. Теория электрических свойств молекул. M.-JL: ОНТИ, 1936.

57. Дебай П. Полярные молекулы. М.-Л.:ОНТИ, 1931.

58. Маянц Л.С. Теория и расчет колебаний молекул. М.: Советское радио, 1960.

59. Сканави Г.И. Физика диэлектриков, т.1 и т. 2. Гос. изд-во физ-мат. лит., 1958.

60. Хиппель А.Р. Диэлектрики и волны. Изд-во иностранной литературы, 1960.

61. Фрелих Г. Теория диэлектриков. Изд-во иностранной литературы, 1960.

62. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Советское радио, 1957.

63. Новожилов Ю.В., Яппа Ю.А. Электродинамика.- М.: Наука, 1978.

64. Поливанов K.M. Теоретические основы электротехники. Часть третья. Теория электромагнитного поля. М.: Энергия, 1969.

65. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Госиздат технико-теор. литры, 1954.

66. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники, т. 1 и т. 2, изд-во "Энергия", 1966.

67. Нетушил A.B., Поливанов K.M. Основы электротехники, ч. 3. Теория электромагнитного поля, ГЭИ, 1956.

68. Шимони К. Теоретическая электротехника, изд-во "Мир", 1964.

69. Френкель Я.И. Электродинамика, т. 1 и т. 2, ОНТИ, Гос.технико-теоретическое издательство, 1935.

70. Смайт В. Электростатика и электродинамика. Изд-во иностранной литературы, Москва, 1954.

71. Стрэттон Дж.А. Теория электромагнетизма. Гос. изд-во технико-теоретической литературы, Москва, 1948.

72. Харнвелл Г.П. Физические основы электротехники, пер. с англ. под ред. K.M. Поливанова. ГЭИ, 1950.

73. Хардман JI. Распределение частот электромагнитного спектра в условиях напряженного графика. Электроника, 1972, № 20, с. 30.52.

74. Рогов И.А., Некрутман C.B., Лысов Г.В. Техника сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов, М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

75. Княжевская Г.С., Фирсова М.Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов. -Л.: Машиностроение, 1980.

76. Бородин И.Ф. Применение сверхвысокой частоты в сельском хозяйст-веЮлектричество. 1989.-№ 6, с. 1.8.

77. Елизаров A.A., Пчельников Ю.Н. Анализ взаимодействия замедленной электромагнитной волны с жидкими средами // Изв. вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1992, т. 356 № 5,с. 50.54.

78. Пчельников Ю.Н., Елизаров A.A. Перспективы применения электромагнитного нагрева для обработки сельхозсырья и пищевых продуктов // Электронная техника. 1993, вып. 5-6, с. 47.52.

79. Применение СВЧ энергии в энергосберегающих процессах: Тезисы докладов У Научно - технической конференции, Саратов, 1986.

80. Глазырин Б.Н., Литков Б.К., Карпов A.B. Микроволновые установки в народном хозяйстве страны // Тез. докл. У1 Всесоюзн. научн.-практ. конф.

81. Применение СВЧ энергии в технологических процессах и научных исследованиях", Саратов, 1991, с. 11.

82. Metaxas А.С., Meredith R.J. Industrial microwave heating. London: Peter Peregrinus, 1983/

83. Nelson S.O. Pest control-biological, physical and selected chemical methods // Academic Press/ New York, 1967/

84. Nelson S.O. Insect control studies with microwave and other radio frequency energy//Bull. Entomol. Soc. Amer.- 1973,-Vol. 19. №2.-P. 157. 163.

85. Nelson S.O., Charity L.F. Frequency dependece of energy absorption by insects and grain in electric fields // Transactions of the ASAE. 1972. - Vol. 15, № 6. -P. 592.595.

86. Nelson S.O., Stetson L.E. Possibilities for controlling insects with microwave and lower frequency RF energy // IEEE. Trans. Microwave Theory Tech. 1974. -Vol. MTT - 22, № 12.-P. 1303. 1305.

87. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А. Применение ВЧ и СВЧ - нагрева для термообработки зерна // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника, вып. 1,1996.

88. Клоков Ю.В., Остапенко A.M. О глубине проникновения ЭМП СВЧ в пищевые продукты. // Электронная обработка материалов. № 5, 1988, с. 65.68.

89. Рикенглаз Л.Э. К теории распространения СВЧ электромагнитных полей в диэлектриках с малыми потерями // ЖТФ. 1974. 44. Вып. 6, с. 1125. 1128.

90. Хиппель А.Р. Диэлектрики и их применение. М.-Л., 1959.

91. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов // Под ред. A.M. Остапенкова. М., 1983.96.0стапенков A.M. Электрофизические свойства пищевых продуктов. Деп. рук. ВИНИТИ № 426. Библ. указатель. 1981. № 12.

92. Клоков Ю.В., Килькеев Р.Ш., Остапенков A.M. Исследование электрофизических характеристик рыбы на сверхвысоких частотах // Электронная обработка материалов. 1985. № 2. С. 62.64.

93. Джонсон С.С., Гай A.B. Воздействие электромагнитного излучения на биологические среды и системы // ТИИЭР, 1972, с. 49. 82.

94. Bengtsson N.E., Risman P.O. Dielectric Properties of Foods at 3 GHz as Determined by a Cavity Perturbation Technique // The Journal of Microwave Power. 1971. 6. № 2. P. 107.123.

95. Bengtsson N.E., Ohlsson T. Microwave Heating in the Food Industry // ТИИЭР, 1974, № l.P. 52.65.

96. A.c. № 411553 СССР. Устройство для СВЧ нагрева материалов./ И.И. Девяткин и др. Опубл. в Б.И., 1974, № 2.

97. Терещенко А.И., Мироненко B.JI. Цилиндрический открытый предельный резонатор с колебаниями основного типа. В кн.: Вопросы электронной техники. - Саратов СПИ, 1974, с. 29.34.

98. Девяткин И.И. и др. СВЧ печь для сушки керамической шихты. -Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1971, № 8, с. 102. 104.

99. A.c. № 388328 СССР. Нагревательная камера. / B.J1. Мироненко -Опубл. вБ.И. 1973, №28.

100. Бацев П.В. и др. Промышленная СВЧ печь для групповой обработки диэлектрических материалов. Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ, 1974, №9, с. 74.83.

101. A.c. № 647898 СССР. СВЧ устройство для термообработки протяженных диэлектрических материалов / Ю.С. Корьев и др. Опубл. в Б.И., 1976, № 6.

102. A.c. № 598275 СССР. Камера для сверхвысокочастотного нагрева / В.В.Шмырев, М.Н. Молохов Опубл. в Б.И., 1978, № 10.

103. Розенталь Ф.А. и др. Установка для исследования процесса сушки кинопленки полем СВЧ. Техника кино и телевидения, 1974, № 4, с. 38.40.

104. A.c. № 326940 СССР. Устройство для изготовления колбасных изделий без оболочки / В.Я. Адаменко и др. Опубл. в Б.И., 1972, № 5.

105. A.c. № 312116 СССР. Устройство для обезвоживания суспензии / И.В. Соколов и др. Опубл. в Б.И., 1971, № 25.

106. A.c. № 371344 СССР. Рабочий орган для расширения скважин в мерзлых породах / Л.Б. Некрасов и др. Опубл. в Б.И., 1973, № 12.

107. A.c. № 362580 СССР. Волноводная камера для термообработки диэлектриков / Ю.С. Архангельский и др. Опубл. в Б.И., 1973, № 37.

108. A.c. № 448337 СССР. Устройство для сушки диэлектрических лент, например, кинопленок / Ю.С. Архангельский и др. Опубл. в Б.И., 1974, № 40.

109. Патент № 51-16660 Япония. СВЧ разогреватель. - В кн.: Изобретения в СССР и за рубежом, 1976, вып. 53, № 18.

110. Долгополов H.H. Электрофизические методы в технологии строительных материалов. М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1971.

111. Машкевич М.Л. Электрические свойства неорганических диэлектриков в диапазоне СВЧ. М.: Советское радио, 1969.

112. Арделян Н.Г. и др. Диэлектрические свойства смесей селикагеля с водой. В кн.: Вопросы электронной техники. - Саратов: СПИ, 1975, с. 97. 100.

113. Анциферов A.B. и др. Установка для контроля параметров диэлектриков на СВЧ. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1969, № 9, с. 136.142.

114. Бова Н.Т., Толстиков Ю.В. Методы анализа устройств СВЧ. Киев: Техника, 1976.

115. Зусмановский A.C., Лейбин Ю.В. Расчет и конструирование прямоугольных резонаторных камер для устройств СВЧ нагрева диэлектриков. -Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1968, № 8, с. 72.80.

116. Зусмановский A.C. и др. Расчет и конструирование прямоугольных резонаторных камер для устройств СВЧ нагрева диэлектриков. - Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1968, № 9, с. 46.49.

117. Пчельников Ю.Н., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. и др. Волновые технологии на основе замедляющих систем. Техн. Отчет по НИР. № гос. Регистрации 01890031548. М.: МИЭМ, 1991.

118. Патент РФ № 2060598 от 10.02.93. СВЧ печь. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 20.05.96. Бюл. № 14.

119. Патент США № 3.189.722, кл. 219-10-55, опубл. 1965.

120. A.c. № 911661 СССР. Резонансная система СВЧ ортогонального типа. / В.А. Березин, И.В. Паламарчук и Д.М. Петров.

121. Thiebaut J.M., Berteaud A.J., Roussy G.A. A new microwave resonant applicator // J. Microwave Power 1979 - vol. 20. - P. 217. .222.

122. Патент Японии №54-25668 от 29.08.79., кл. Н05 В 9/06.

123. Сокова С.Д. Потенциальные возможности устройства и ремонта кровель и технологические решения по выбору кровельных материалов. Строительные материалы, № 11, 1996, с. 2.4.

124. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. СВЧ установка для ремонта рубероидно-битумных кровель. Строительные материалы, № 11, 1996, с. 24.25.

125. Патент РФ № 2098574 от 16.02.96. Устройство для разогрева оснований и покрытий. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., опубл. 10.12.97. Бюл. № 34.

126. Ю.В. Карпенко, В.Н. Нефедов. СВЧ разогреватели асфальтобетонных покрытий. Автомобильные дороги. № 5, 1996. Информавтодор, с. 44.57.

127. Ю.В. Карпенко, В.Н. Нефедов. Машины для СВЧ разогрева асфальтобетонных покрытий. Автомобильные дороги, № 1, 1997. Информавтодор. Обзорная информация.

128. Патент РФ № 2100519 от 13.02.96. Устройство для нагрева асфальтобетонного дорожного покрытия. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 27.12.97. Бюл. № 36.

129. Pat. 1600259 US. Microwave method and apparatus for reprocessing pavements / Morris Richard Jeppson. Application № 53218/77; Fild 21.12.77; Complete Specification published 14.10.81.

130. A.c. № 1735479 СССР. Устройство для нагрева дорожных покрытий. / Негин А.Н., Пчельников Ю.Н., Руденко А.В. Опубл. 23.05.92. Бюл. № 19.

131. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., Молоков В.Ф., Павшенко Ю.Н. СВЧ установка для производства теплоизоляционных плит // Строительные материалы. -№ 6, 1996, с. 30.31.

132. Патент РФ № 2106767 от 2.02.96. СВЧ печь конвейерного типа. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 10.03.98. Бюл. № 7.

133. Карпенко Ю.В., Корнеев С.В., Нефедов В.Н. Новые установки и оборудование для технологий СВЧ нагрева. Международная конференция. 50-я научная сессия, посвященная дню радио. Тезисы докладов, часть 2, май 1995, Москва, с. 148.149.

134. Пчельников Ю.Н., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. и др. Исследование воздействия СВЧ энергии на бетон и железобетон при тепловлажностной обработке. Научно-технический отчет по НИР. - № гос. Регистрации 01920000799, М.: МИЭМ, 1991.

135. Пчельников Ю.Н., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., Елизаров A.A. Применение СВЧ энергии для интенсификации технологических процессов тепловой обработки бетона. Передовой опыт в строительстве Москвы. Реферативный сборник, № 2, 1992, с. 1 .4.

136. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., Елизаров A.A. Использование СВЧ -энергии для сушки древесины. Передовой опыт в строительстве Москвы. Реферативный сборник, № 3, 1992, с. 14. 19.

137. Патент РФ № 2060600 от 211.93. СВЧ печь конвейерного типа (варианты)./ Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 20.05.96. Бюл. № 14.

138. Кузнецов С.Г., Королев К.В., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Микровол-новапя установка для обеззараживания питательных смесей под рассаду и цветы и для стерилизации субстрактов под грибы. Журнал "Картофель и овощи", № 3, 1999, с. 28.

139. Патент РФ № 2101632 от 7.03.96. Способ сушки картона и устройство для его осуществления. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 10.01.98. Бюл. № 1.

140. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Линия для СВЧ конвективной сушки теплоизоляционного материала ТИШСОМ. // Строительные материалы, № 4, 1997, с. 10.11.

141. Патент РФ № 2105254 от 28.02.96. Способ сушки древесины в штабеле и устройство для его осуществления. / Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 20.02.98. Бюл. № 5.

142. Патент Рф № 2116588 от 26.12.96. Способ сушки древесины и устройство для его осуществления. / Дунаев В.В., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., Черкасова В. А., Черкасов A.C. Опубл. 27.07.98. Бюл. № 21.

143. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н., Корнеев C.B. Обоснование режима сушки дубовых брусков в СВЧ камере "Лес". Деревообрабатывающая промышленность, № 1, 1996, с. 14. 16.

144. Карпенко Ю.В., Корнеев C.B., Нефедов В.Н. Сушка пиломатериалов с помощью СВЧ энергии. Механизация строительства, № 12, 1996, с. 2.5.

145. Патент Японии № 50-32472 от 25.12.70.

146. Патент Великобритании № 1424431 от 19.03.73.

147. Патент США№ 3848038 от 04.06.73.

148. Патент Франции № 2281159 от 07.08.74.

149. Патент Японии № 58-29590 от 04.09.75.

150. Патент Великобритании № 2022978 от 09.06.78.

151. Патент Японии № 60-1747 от 13.09.78.

152. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа, 1970, т. 1. -289с.

153. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. Издательство "Связь", Москва, 1977.

154. Силин P.A., Сазонов В.П. Замедляющие системы. Изд. Советское радио, 1966.

155. Патент РФ № 20227323 от 24.07.92. СВЧ устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов. / Нефедов В.Н., Павшенко Ю.Н., Пчельников Ю.Н. Опубл. 20.01.95. Бюл. № 2.

156. Нефедов В.H. Сверхвысокочастотные устройства для термообработки диэлектрических материалов больших площадей (обзор). // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника, вып. 2,1998, с. 32.35.

157. Нефедов В.Н. Термообработка диэлектрических материалов с использованием многоэтажных замедляющих систем. // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника, вып. 1,1999, с. 33.37.

158. Звонарев Ю.Е. Дисперсионные характеристики многоэтажной замедляющей системы типа встречные штыри нагруженные реактивностями. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1973, вып. 11, с. 20.24.

159. Мясников В.Е. Дисперсионные свойства многоэтажной замедляющей системы. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1969, вып. 3, с. 51.62.

160. Карпенко Ю.В., Гутцайт Э.М. Косоугольная многоэтажная система типа встречные штыри. Радиотехника и электроника, 1989, XXXIII, вып. 7, с. 1346.1351.

161. Борн М., Кунь X. Динамическая теория кристаллических решеток. Пер. с англ. под. ред. И.М. Лифшица. Изд-во иностранной литературы, 1958.

162. Зейтц Ф. Современная теория твердого тела. Пер. с англ. под ред. Г.С. Жданова. Гостехиздат, 1949.

163. Федоров Ф.И. Оптика анизотропных сред. Изд-во АН БССР, 1958.

164. Mourier G. Cirquit a structure périodique a deux of trois dimensions, L Onle Electrique, Fesrier 1958, t.XXXYIII № 371, p. 95. 100.

165. Бриллюэн Л., Пароди M. Распространение волн в периодических структурах. Пер. с франц. под ред. П.А. Разина. Изд-во иностранной литературы, 1959.

166. Силин P.A. Анализ многоэтажных и многорядных штыревых замедляющих систем. Труды конференции по электронике СВЧ. Госэнергоиздат, 1959, с. 45.57.

167. Силин P.A. О дисперсионных свойствах двумерно и трехмерно - периодических замедляющих систем. Радиотехника и электроника, 1960, т. 5, №4, с. 688.691.

168. Dochler О., Mouries G. Teory of two dimensional travelling wave tube. Microwellen röhren, München, 1960, p. 97.

169. Силин P.A. Замедляющие системы. Часть 1. Свойства замедляющих систем. Обзоры по электронной технике. Серия 1, Электроника СВЧ. М.: ЦНИИ Электроника, 1977, вып. 7 (469).

170. Силин P.A. К теории симметрии двумерно периодических замедляющих систем. Часть 1. Зеркальные плоскости, поворотные и зеркально - поворотные оси. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, вып. 11, 1967, с. 127.148.

171. Силин P.A. К теории симметрии двумерно-периодических замедляющих систем. Часть 2. Скользящие плоскости и винтовые оси. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, вып. 12, 1967, с. 3. 14.

172. Дашенков В.М., Ильин B.C. Об измерении сопротивления связи замедляющих систем с помощью "бисерных зондов", часть 1, Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1966, вып. 1, с. 85. 103.

173. Дашенков В.М., Демченко Н.П., Ильин B.C. Об измерении сопротивления связи замедляющих систем с помощью "бисерных" зондов, часть 2, Электронная техника, серия 1, электроника СВЧ, 1966, вып. 12, с. 3.20.

174. Дашенков В.М., Демченко Н.П., Ильин B.C. Об измерении сопротивления связи замедляющих систем с помощью "бисерных" зондов, часть 3, Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, вып. 1, 1967, с. 3. 14.

175. Звонарев Ю.Е., Усанов С.С. Обращенная двумерно периодическая замедляющая система. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1975, вып. 1, с. 19.20.

176. Гвоздовер С.Д. Теория электронных приборов сверхвысоких частот. Гос-техиздат, 1956.

177. Самсонов Д.Е. Основы расчета и конструирования многорезонаторных магнетронов, М., Советское радио, 1966.

178. Дашенков В.М., Силин P.A. О свойствах симметрии замедляющих систем. Вопросы радиоэлектроники, серия 1, Электроника СВЧ, 1963, с. 3.27.

179. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Энергия, 1970.

180. Слэтер Дж. Электроника сверхвысоких частот. Пер. с англ. под ред. Гвоздовера С.Д., М., Сов. Радио, 1948.

181. Thomson Sir William (Lord Kelvin). Mathematical and physical papers, vol. 2, p. 79. Cambridge Univ. Press, London and New York, 1884.

182. Дж. Роу. Теория нелинейных явлений в приборах СВЧ, пер. с англ. под ред. З.С. Чернова. Издательство "Советское радио". Москва, 1969.

183. Дудник P.A. К теории лампы с поперечным взаимодействием, "Известия вузов", Радиофизика, 1963, т. 6, № 4, с. 764.

184. Schelkunoff S.A. Conversion of MaxwellAs equations into generalises equations. Bell System Teach. J., 34, № 5, p. 995. 1043, (1955).

185. Schelkunoff S.A. Generalized telegraphists equations for wavequides. Bell System Tech. J., 31, 748.801 (1952).

186. Елизаров A.A., Пчельников Ю.Н. Применение леммы Лоренца для оценки влияния диэлектрика на поле замедляющей системы // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 1992. - Вып. 9-10, с. 35.38.

187. А.Ф. Бермант, И.Г. Араманович. Краткий курс математического анализа. М.: Наука, 1966.

188. Справочник по электротехническим материалам. Под редакцией Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева, т. 1, "Энергия", Москва, 1974.

189. Справочник по электротехническим материалам. Под редакцией Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева, т. 2, "Энергия", Москва, 1974.

190. Физика. Техника. Производство. Краткий справочник. A.C. Енохович, Москва, 1962. Государственное учебно педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР.

191. Математическое моделирование процесса сушки тонких материалов / Архангельский Ю.С., Захарова Е.С., Житомерская И.А. // волновод, линии, системы и элементы / Сарат. политех, ин-т Саратов. 1991. - С. 56.59. -Рус. УДК 621.372.

192. Disman М. An economic model for microwave heating sistems, J. Microwave Power, I, pp. 33.42 (July 1966).

193. Goerz D.J., Jolly J.A. Economic advantage of microwave energy in the paper industry. J. Microwave Power, 2, (July 1967).

194. Патент РФ № 2055733 от 18.03.93. "Экструдер" // Валеев Г.Г., Корнеев С.В., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 10.03.96. Бюл. № 7.

195. Патент РФ № 2090764 от 30.12.92. Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи (варианты). // Корнеев С.В., Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Опубл. 20.09.97. Бюл. № 26.

196. Патент РФ № 2044135 от 18.03.93. Устройство для очистки фильтров отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. // Валеев Г.Г., Корнеев С.В., Карпенко Ю.В.ю, Нефедов В.Н. Опубл. -20.09.95. Бюл. № 26.

197. Патент РФ № 2037057 от 30.12.92. Устройство для очистки дымового фильтра от сажи // Валеев Г.Г., Карпенко Ю.В., Корнеев С.В., Нефедов В.Н. Опубл. 9.06.95. Бюл. № 16.

198. Патент РФ № 2084648 от 2.03.94. Способ регенерации сажевого фильтра // Валеев Г.Г., Корнеев С.В., Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. и др. Опубл. 20.07.97. Бюл. № 20.

199. Yu. V. Karpenko, S.V. Korneev, V.N. Nefyodov. Microwave soot trap regeneration. Optical Monitoring of the Environment, 1993. Volume 2107., p. 517.528.

200. Белов H.H., Карпенко Ю.В., Нефедов B.H., Черкасов А.С., Черкасова В.А. СВЧ система для снижения выбросов твердых сажевых частиц. Аэрозоли, 1997, № 15 с. 1.4.

201. Обзоры по электронной технике. Серия 7. Технология, организация производства и оборудование. Выпуск 22 (922). // Попов В.К., Кондрашова А.Т. "СВЧ плазмохимическая обработка". Москва. ЦНИИ "Электроника", 1982.

202. Нефедов В.Н. "Расчет многоэтажных замедляющих систем для устройств СВЧ нагрева". // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника, вып. 1 (477), 2001, с. 42.49.1. АКТ

203. Зам. генерального директора Зам. генерального директора Ведущий специалист1. АКТоб использовании результатов докторской диссертации

204. Нефедова Владимира Николаевича на тему: "Сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей", выполненных в НИИ ПМТ МГИЭМа (ТУ)

205. Зам. Директора по научной работе

206. НИИ ПМТ МГИЭМа (ТУ), д.ф.-м.н., профессор1. Бондаренко Г.Г.

207. Использование указанных результатов докторской диссертации В.Н. Нефедова подтверждается отчетом по теме "Эксхаузер", утвержденным 31 мая 1994 года директором ФГУП "ЦНИРТИ" А.Н. Шулуновым, стр. 6. 10, 19, 40.

208. Использование научных результатов диссертации В.Н. Нефедова позволило обеспечить снижение выбросов в окружающую среду твердых сажевых частиц на 85.90%, что подтверждено протоколом № 4 испытаний изделия, стр. 2. 7 указанного выше отчета.

209. Главный конструктор /^П^ИПГ " Ч C.B. Корнеев

210. Первый зам. главного конструктора В.А. Енин

211. В научно исследовательских работах использованы методы расчета и конструирования установок СВЧ - нагрева конвейерного типа, методы расчета и определения параметров диэлектрических материалов (раздел 1).

212. Использование указанных результатов диссертации В.Н. Нефедова подтверждается отчетами по темам (№ гос. регистрации 01920000799, № гос. регистрации 01920000749), а также патентом РФ № 2106767.

213. Заведующий кафедрой "Лазерных и /) / микроволновых информационных Л // систем", д.т.н., профессор // У Черкасов А.С.

214. В научно исследовательской работе использованы методы расчета и конструирования установок СВЧ - нагрева конвейерного типа (раздел 1).

215. Использование указанных результатов диссертации В.Н. Нефедова подтверждается отчетом по теме (№ гос. регистрации 01890031548), а также патентами РФ №2027323 и № 2060600.

216. Заведующий кафедрой "Лазерных и микроволновых информационныхсистем", д.т.н., профессор | ) Черкасов А.С.