ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРЕВА МОЛОКА ЭНЕРГИЕЙ СВЧ ПОЛЯ
Аннотация
Термообработка диэлектрических материалов и пищевых продуктов является одним из важных направлений развития производства различной продукции. Использование энер- гии электромагнитного поля сверхвысоких частот для сушки, нагрева, размораживания и пастеризации пищевых продуктов является перспективным, поскольку такие технологии подходят обработки различных диэлектрических материалов и при этом являются эф- фективными и экологически чистыми. Несмотря на наличие множества разработок в сфе- ре обработки материалов с помощью СВЧ, создание универсального устройства, подходя- щего для тепловой обработки любых материалов, затруднительно из-за разнообразия их форм и размеров, а также существенного различия электрофизических свойств диэлек- триков. Поэтому в каждом конкретном случае требуется создавать оптимальную конст- рукцию устройства и выбирать вариант возбуждения электромагнитного поля. Данная работа посвящена моделированию поглощения энергии электромагнитного поля СВЧ в устройстве для пастеризации молока. С применением САПР FEKO построена 3D модель устройства и выполнено моделирование его работы. Проведено исследование влияние угла наклона кварцевых трубок на распределение электромагнитного поля в волноводе. Получен- ные результаты показывают, что большая часть мощности поглощается ближе к началу волновода, причем при увеличении угла наклона трубок это явление имеет более выражен- ный характер. На основании проведенных расчетов установлен оптимальный угол наклона трубок. Также рассмотрено влияние диаметра и материала трубок. Получены распределе- ния электрического поля и удельной мощности, поглощенной на кг диэлектрика в волноводе.Выполнена оценка точности результатов. Возможными модификациями предлагаемой конструкции устройства пастеризации могут быть другие варианты расположения тру- бок с жидкостью. Также влияние на поглощаемую мощность может оказывать толщина стенок трубки. Кроме того, состав молока изменяет его электрофизические свойства, и соответственно также может повлиять на уровень поглощаемой мощности. Однако эти вопросы требуют дальнейшего исследования.
