В статье рассматриваются вопросы высоко-частотного диэлектрического нагрева при сушке древесины в вакуумно-диэлектрических сушильных камерах. Так как размеры загрузки обычно соизмеримы с длиной электромагнит-ной волны, распределение электромагнитного поля приобретает волновой характер. Неод-нородность поля является причиной неравно-мерности температуры по длине загрузки. В результате неравномерного нагрева и сушки образуются дефекты, снижающие качество высушенного пиломатериала и увеличиваю-щие брак продукции. В итоге увеличиваются удельные затраты электроэнергии на сушку, которые и так высоки для данного типа ка-мер. Конечной целью исследования является повышение энергоэффективности вакуумно-диэлектрических камер, для чего необходимо более глубокое изучение процессов высокоча-стотного нагрева и сушки. Для теоретиче-ского изучения нагрева древесины в вакуумно-диэлектрической камере разработана двух-мерная математическая модель, которая учитывает указанные волновые явления и за-висимость теплофизических и диэлектриче-ских свойств материала от температуры и влагосодержания. При численном моделирова-нии принято, что токопроводы подключены к электродам посередине, поэтому расчет про-изводится только для одной симметричной части. В статье иллюстрируются результа-ты решения разработанной модели методом конечных элементов при разном влагосодер-жании материала и разной частоте поля. Распределения внутренних источников теп-лоты и температуры проводятся для различ-ных моментов времени нагрева в диапазоне от 0 до 30 мин. Анализ результатов показы-вает, что наиболее равномерный нагрев мож-но осуществить на частоте 1,73 МГц, но низ-кая интенсивность процесса технологически нежелательна. Высокая интенсивность до-стигается на частоте 13,56 МГц, но сопро-вождается неравномерностью нагрева.
высокочастотный нагрев, математическая модель, вакуумно-диэлектрическая сушка, распределение напря-женности электрического поля
1. Качанов А.Н., Сальников В.Г., Чукумов М.Н. Технико-экономический анализ способов сушки древесины // Проблемы энергетики Казахстана. - Алматы: Гылым, 1994. - С. 60-61.
2. Болдырев П.В. Сушка древесины: Практиче-ское руководство. - СПб.: Профикс, 2002. - 156 с.
3. Завадский Ю.В. Моделирование волновых процессов. - М.: Наука, 1991. - 248 с.
4. Jolly P., Turner I. Non linear field solution of one dimensional microwave heating // Journal of microwave power and electromagnetic en-ergy. - 1990. - Vol. 25 № 1. - P. 3-15.
5. Комаров В.В. Формулировки математиче-ских моделей процессов взаимодействия электромагнитных волн с дисспативными средами в СВЧ-нагревательных системах // Физика волновых процессов и радиотехни-ческие системы. - 2010. - Т. 13. - № 4. - С. 57-63.
6. Дульнев Г.Н., Парфѐнов В.Г., Сигналов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теп-лообмена: учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 207 с.
7. Справочник по сушке древесины / Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш [и др.]; под. ред. Е.С. Богданова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть,1990. - 304 с.
8. Лесная энциклопедия: в 2 т. T. 1 / гл. ред. Г.И. Воробьев; ред. кол.: Н.А. Анучин, В.Г. Атрохин, В.Н. Виноградов [и др.]. - М.: Сов. энциклопедия, 1985. - 563 с.
9. High-frequency heating behavior of veneer-based composites: modeling and validation / P. Wey, B.J. Wang, C. Dai [et al.] // BioRe-sourses. - 2014. - № 9(2). - P. 3304-3322.
10. Petrescu С., Ferariu L. Modeling of dielectric heating in radio-frequency applicator optimized for uniform temperature by means of genetic algorithms // International Scholarly and Scien-tific Research & Innovation. - 2008. - № 2(11). - P. 3668-3673.
11. Jolly P., Turner I. Nonlinear field solution of one dimensional microwave heating // Journal of microwave power and electromagnetic en-ergy. - 1990. - Vol. 25, № 1. - P. 3-15.
12. Княжевская Г.С., Фирсова М.Г., Килькеев Р.Ш. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов / под ред. А.Н. Шамова. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 64 с.
