Теплоперенос в трехслойной системе деформационного шва при СВЧ-нагреве


Авторы

Дорняк О. Р.1*, Недоносков А. Б.2

1. Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф.Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж, ЦФО, Воронежская область, 394087, Россия
2. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж, Россия

*e-mail: ordornyak@mail.ru

Аннотация

Представлена математическая модель СВЧ-нагрева деформационного шва жесткого аэродромного покрытия. Развитие температурного поля исследовано численно на основе расчетов распределения вектора напряженности электрического поля, создаваемого источником излучения. Результаты моделирования сравниваются и подтверждаются экспериментальными данными, полученными прямыми измерениями в специально созданной модельной микроволновой системе нагрева.

Ключевые слова:

СВЧ-нагрев, деформационный шов, математическое моделирование, электромагнитное поле, температура

Библиографический список

  1. Дорняк О.Р., Недоносков А.Б. Способ термообработки деформационного шва аэродромного покрытия с использованием СВЧ-воздействия // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2021. № 17. С. 66–75.

  2. Недоносков А.Б., Дорняк О.Р. СВЧ-установка для термообработки деформационных швов жестких аэродромных покрытий // Промышленные процессы и технологии. 2022. Т. 2. № 2. С. 100–107. DOI: 10.37816/2713-0789-2022-2-2(4)-100-107

  3. Способ обработки и восстановления рабочих свойств швов жёстких аэродромных и дорожных покрытий: пат. Российская Федерация / Недоносков А.Б., Внуков А.Н., Дорняк О.Р., Санникова С.М., Макогон В.К. № 2021134425; заявл. 24.11.2021; опубл. 09.11.2022. Бюл. № 31.

  4. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника. Санкт-Петербург: Лань, 2007. 704 с.

  5. Архангельский Ю.С. Сверхвысокочастотная электротехнология. Саратовская школа электротехнологов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 4. № 3(61). С. 5–15.

  6. Гавриленков А.М., Казарцев Д.А., Емельянов А.Б. Оценка энергоэффективности конвективной сушки при дополнительном СВЧ-нагреве материала // Тепловые процессы в технике. 2016. Т. 8. № 10. С. 466–471.

  7. Михайловский К.В., Резник С.В. Прогнозирование температурных режимов процесса отверждения связующего при получении деталей из полимерных композиционных материалов с помощью микроволнового излучения // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. № 8. С. 363–368.

  8. Лапочкин М.С., Морозов О.Г. Повышение эффективно сти таяния снежно-ледяной массы при комбинированном энергетическом воздействии микроволнового и ультразвукового полей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1–3. С. 894–899.

  9. Комаров В.В. Формулировки математических моделей процессов взаимодействия электромагнитных волн с дис спативными средами в СВЧ-нагревательных системах // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13. № 4. С. 57–63.

  10. Lakzian E., Parsian A., Lakzian K. Numerical simulation of melting ice around a floating by microwaves // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 52. No. 3. P. 429–436. DOI: 10.1007/s00231-015-1567-6

  11. Гришина Е.М., Архангельский Ю.С. Математическое моделирование термообработки в камерах лучевого типа СВЧ электротермических установок // Вопросы электротехнологии. 2015. № 1(6). С. 5-9.

  12. Samanta S.K., Basak T., Sengupta B. Theoretical analysis on microwave heating of oil—water emulsions supported on ceramic, metallic or composite plates // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008. Vol. 51. No. 25–26. P. 6136–6156. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.04.003

  13. Саитов Р.И., Хасанова А.Ф., Абдеев Р.Г. и др. Математическая модель процесса электромагнитного нагрева многофазного многокомпонентного пласта тяжелой нефти // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2018. Т. 29. № 4(92). С. 73–79.

  14. Rattanadecho P., Klinbun W. Theoretical Analysis of Microwave Heating of Dielectric Materials Filled in a Rectangu lar Waveguide With Various Resonator Distances // Journal of Heat Transfer. 2011. Vol. 133. No. 3. Article 031008. DOI:10.1115/1.4002628

  15. Grinchik N.N., Akulich P.V., Adamovich A.L. et al. Modeling of nonisothermal heat and moisture transfer in capillaryporous media in periodic microwave heating // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2007. Vol. 80. No. 1. P. 1–10. URL: https://doi.org/10.1007/s10891-007-0001-4

  16. Сайфутдинов А.А., Тимеркаев А.И. Сайфутдинов Численное моделирование поверхностного барьерного раз ряда в воздухе // XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики (Уфа, 19–24 августа 2019 г.): сборник трудов. В 4 т. Т. 2. Уфа: Башкирский государственный университет, 2019. С. 877–879.

  17. Резник С.В., Румянцев С.А. Математическое моделирование температурного состояния цилиндрических заготовок из полимерных композиционных материалов при СВЧ нагреве // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 1. С. 6–21. DOI: 10.7463/0114.0658448

  18. Захаров В.В., Янкин С.С., Тригорлый С.В. Численное моделирование процессов СВЧ термообработки диэлектриков большой площади с применением СВЧ установок методического действия // Вопросы электротехнологии. 2018. № 3(20). С. 36–41.

  19. Hossan M.R., Dutta P. Effects of temperature dependent properties in electromagnetic heating // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2012. Vol. 55. No. 13–14. P. 3412–3422. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstrans fer.2012.02.072

  20. Рудобашта С.П. Математическое моделирование процессов электромагнитного нагрева строительных материалов // Умные композиты в строительстве. 2021. Т. 2. № 3. С. 46–57. DOI: 10.52957/27821919_2021_3_46

  21. Oloumi D., Rambabu K. Microwave heating of heavy oil reservoirs: A critical analysis // Microwave and Optical Technology Letters. 2016. Vol. 58. No. 4. P. 809–813. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.29670

  22. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. Москва: Высшая школа, 1992. 416 с.

  23. Винниченко А.А., Зайцев Н.А. Прозрачные граничные условия для волнового уравнения в квадратной области // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2009. № 80. С. 2-20. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2009-80

  24. Введение в COMSOL Multiphysics. URL: https://cdn.com-sol.com/doc/5.4/IntroductionToCOMSOLMultiphysics.ru_RU.pdf

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024