г. Москва и Московская область, Россия
Рассмотрена глубина проникновения электромагнитного поля в материалы в зависимости от его частоты. Обсуждены работы по математическому моделированию процессов электромагнитного нагрева и сушки материалов в инфракрасном и сверх высокочастотном диапазонах. Указаны преимущества и недостатки аналитических и численных методов решения задач электромагнитного нагрева изделий. Отмечено, что электромагнитный нагрев влажных строительных материалов часто сопровождается испарением из них влаги, что следует учитывать при математическом моделировании процесса их электромагнитного нагрева. Выделены роль тепловой обработка бетона, которая стала важной стадией технологического процесса в производстве строительных изделий, значимость электротермической обработки железобетонных изделий и электромагнитных методов нагрева - в различных диапазонах частот. Представлена аналитическая математическая модель электромагнитного нагрева пластины под воздействием потока излучения, проникающего в тело по закону Бугера. Она учитывает сток теплоты на испарение влаги, происходящий у поверхности пластины, и ее конвективный тепломассообмен с внешней газовой средой. Модель проанализирована на соответствие реальному процессу в условиях инфра красного нагрева путем сопоставления расчетных и экспериментальных термограмм. Показана ее адекватность реальному процессу. На основе этой модели показана возможность выбора методом численного компьютерного анализа необходимого технологического режима электромагнитного нагрева. Рассмотренная математическая модель рекомендована к практическому применению в строительной технологии.
электромагнитный нагрев, строительные материалы, математическое моделирование, динамика нагрева
1. Ratti C., Mujumdar A. S. Handbook of Industrial Drying. 3rd ed. A.S. Mujumdar (Ed). Boca Raton. FL.: CRC Press. 2007.
2. Kudra T., Strumillo Cz. Thermal Processing of Bio-materials. Amsterdam: Gоrdon and Breach Science Publishers. 1998.
3. Рудобашта С.П., Карташов Э.М., Зуева Г.А. Тепломассоперенос при сушке пластины в непрерывно действующем электромагнитном поле высокой и сверхвысокой частоты. Теор. основы хим. технологии. 2021. Т. 55. № 2. С. 195-203.
4. Акулич П.В., Драгун В.Л., Куц П.С. Технологии и техника сушки и термообработки материалов. Минск: Белорусская наука. 2006.
5. Kumar C., Joardder M. U. H., Farrell T. W., Millar G. J., Karim M. A. Mathematical model for intermittent microwave convective drying of food materials. Drying technology. 2016. V. 34. N 8. P. 962-973.
6. Bon J., Kudra T. Enthalpy-Driven Optimization of Intermittent Drying. Drying Technology. 2007. V. 25. N 4. P. 523-532.
7. Акулич П.В., Темрук А.В., Акулич А.В. Моделирование и экспериментальное исследование тепло- и влагопереноса при СВЧ-конвективной сушке растительных материалов. Инж.-физ. журнал. 2012. Т. 85. № 5. С. 951-958.
8. Vaquiro H. A., Clemente G., Garcia-Perez J. V., Mulet A., Bonb J. Enthalpy-driven optimization of intermittent drying of Mangifera indical. Сhemical engineering research and design. 2009. V. 87. P. 885-898.
9. Рудобашта С.П., Григорьев И.В. Импульсная инфракрасная сушка семян. Промышленная теплотехника. 2011. Т. 33. № 8. С. 85-90.
10. Рудобашта С. П., Карташов Э. М., Зуев Н. А. Тепломассоперенос при сушке в осциллирующем электромагнитном поле. Теорет. основы хим. технологии. 2011. Т. 45. № 6. С. 641-647.
11. Esturk O. Intermittent and continuous microwave-convective air-drying characteristics of sage (Salvia officinalis) leaves. Food and Bioprocess Technology. 2012. V. 5. N 5. P. 1664-1673.
12. Гринчик Н.Н., Акулич П.В., Адамович А.Л., Куц П.С., Кундас С.П. Моделирование неизотермического тепло- и влагопереноса в капиллярнопористых средах при периодическом микроволновом нагреве. Инж.-физ. журнал. 2007. Т. 80. № 1. С. 3-12.
13. Rudobashta S. P., Zueva G. A. Heat and mass transfer when drying a spherical particle in an oscillating electromagnetic field. Theor. Found. of Chem. Eng. 2016. V. 50. N 5. P. 718-729.
14. Rudobashta S. P., Zueva G. A., Kartashov E. M. Heat and mass transfer in the drying of a cylindrical body in an oscillating electromagnetic field. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2018. V. 91. N 1. January. P. 227-236.
15. Zhao D., An K., Ding S., Liu L., Xu Z., Wang Z. Two-stage intermittent microwave coupled with hot-air drying of carrot slices: Drying kinetics and physical quality. Food and Bioprocess Technology. 2014. V. 7. N 8. P. 2308-2318.
16. Рудобашта С.П., Плановский А.Н., Очнев Э.Н. Зональный метод расчета непрерывнодействующих массообменных аппаратов для систем с твердой фазой. Теор. основы хим. технологии. 1974. Т. 8. № 1. С. 22-29.
17. Федосов С.В. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии. Иваново: ИПК «ПресСто». 2010. 164 с.
18. Рудобашта С.П. Кинетический расчет массообменных процессов для систем с твердой фазой (сушка и экстрагирование). Доклады ТСХА. 2020. С. 186-190.
19. Rudobashta S.P., Muravleva E.A, Zueva G.A. Farm grain dryer with a heat pump and its calculation. Journal of General Chemistry. 2020. V. 90. N 6. P. 1163-1167.
20. Рудобашта С.П., Зуева Г.А., Зуев Н.А. Сушка-стимуляция семян методом осциллирующего инфракрасного облучения. Передовые достижения в применении автоматизации, роботизации и электротехнологий в АПК: Сборник статей научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАСХН, д.т.н., профессора И.Ф. Бородина (90 лет со дня рождения). Иваново: Общество с ограниченной ответственностью Мегаполис. 2019. С. 156-164.
21. Rudobashta S.P., Zueva G.A. Zaytsev V.A. Modeling of the deep drying process of granulated polyamide at convective-infrared energy sub-supply. Chem. Technol. 2019. V. 62. N 12. P. 94-100.
22. Рудобашта С.П., Зуева Г.А. Математическое моделирование процесса сушки материала в аппарате с псевдоожиженным слоем. Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-19. Саратов: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. 2019. Т. 8. С. 77-80.
23. Бориславский В.Т., Горина С.С., Ольшанский Д.Я., Очнев Э.Н., Рудобашта С.П. Строительный раствор. А.C. № 423765 А1 CCCР. Опубл. 15.04.1974.
24. Федосов С. В., Бобылев В.И., Соколов А.М. Электротепловая обработка бетона токами повышенной частоты на предприятиях сборного железобетона. Иваново: ИВГПУ. 2016. 336 с.
25. Трембицкий С.М. Энергосберегающие технологии изготовления железобетонных изделий и конструкций. Бетон и железобетон. 2006. № 6. С. 23-26.
26. Rudobashta S., Zueva G. Drying of seeds through oscillating infrared heating. Drying Technology. 2016. V. 34. N 5. P. 505-515.
27. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия. 1980. 248 с.
28. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия. 1968. 422 с.
