Реферат: Энергетика СВЧ в народном хозяйстве: применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности

Государственный Комитет Российской Федерации

По Высшему Образованию

Государственная Академия Управления имени СергоОрджоникидзе

Курсовая работа

по курсу

Естественно-научные основы современных технологий

Кафедра техники и технологии в машиностроении

на тему

Энергетика СВЧ в народном хозяйстве:

 

 ПрименениеСВЧ — нагрева в пищевой промышленности.

Выполнил(а):

студент(ка)         курса         группы

факультетаИМ МАШ

                                          .

Проверил:                         .

Москва, 1995 год.

Задание

на курсовой проект по дисциплине

«Естественно-научные основы современных технологий»

 

1.      Студенту                                        курса                               группы             .

                                                               .

2.      Темапроекта                                                             .

                                                               .

3.      Впроекте привести                                                                                            .

                                                               .

                                                               .

                                                               .

4.      Впроекте дать расчет                                                                                       .

                                                               .

                                                               .

                                                               .

5.      Плакатныйматериал         два листа формата A1 (594x841 мм)                  .

                                                               .

6.      Сроксдачи студентом законченного проекта                                             .

                                                               .

Руководителькурсового проекта                                                                            .

                                                               .

Введение

     Предлагаемаякурсовая работа ставит задачу дать физические представления о работеэлектронных приборов СВЧ и их применении в различных отраслях народногохозяйства, в частности, в пищевой промышленности, а также дать расчетные данныепо волновым приборам, нагреву и сушки материалов с помощью СВЧ энергии.

     Еслив 40-х — 50-х годах электроника СВЧ в основном служилапотребностям радиолокации и связи, то в последние годы она все шире применяетсяво многих отраслях хозяйства, ускоряя научно-технический прогресс, повышаяэффективность и качество производства.

     Появлениюновых областей применения мощной СВЧ электроники способствует ряд специфическихсвойств электромагнитных колебаний этого диапазона частот, которые позволяютсоздать неосуществимые ранее технологические процессы или значительно ихулучшить. К ним относятся, например: создание сверхчистой плазмы с широкиминтервалом температур; возможность серийного изготовления простых поконструкции и удобных в эксплуатации мощных генераторов СВЧ энергии, с помощьюкоторых могут осуществляться полимеризация и упрочнение различных изделий иматериалов, в частности шин и лакокрасочных покрытий, упрочнение металлов,стабилизация параметров полупроводников и т.д.; все более широкое применениеполучают нагрев и сушка с помощью СВЧ различных материалов, в частностиприготовление пищи, пастеризация молока и т.п.

     Познакомитьс возможностями СВЧ электроники в области народного хозяйства — одна из главныхзадач этой работы. При работе были использованы материалы книги Ю. Н.Пчельникова и В. Т. СвиридоваЭлектроника сверхвысоких частот,научно-технических статей, опубликованных в журналах «Электронная техника»,«Радио» и др.

Промышленные диапазоны электромагнитных колебаний

     Длярадиоэлектронных устройств, предназначенных для использования в промышленностии сельском хозяйстве (т.е. народном хозяйстве), выделены диапазоны частот,приведенные в таблице 1.

Таблица 1.

Промышленные диапазоны электромагнитных колебаний

f, МГц

Страны Основные применения Диапазоны частот

0,06 — 0,08

Россия Индукционный нагрев НЧ

13,56±0,00678

Все страны ВЧ

27,16±0,16

Все страны ВЧ

40,68±0,02

Все страны ОВЧ

433,92±0,87

Австрия, ФРГ, Португалия УВЧ

866

Англия УВЧ

915±25

Все страны, кроме Англии, Испании УВЧ

2375±50

Все социалистические страны СВЧ нагрев УВЧ

2450±50

Все страны, кроме социалистических стан УВЧ

5800±75

Все страны СВЧ

22125±125

Все страны СВЧ

Особенности нагрева диэлектриков в диапазонах УВЧ иСВЧ

     Вподавляющем большинстве случаев нагрев каких — либо физических тел производитсяпутем передачи тепла снаружи во внутрь за счет теплопроводности.

     НаСВЧ при рациональном подборе частоты колебаний и параметров камер, гдепроисходит преобразование СВЧ энергии в тепловую, можно получить относительноравномерное выделение тепла по объему тела. Эффективность преобразованияэнергии электрического поля  в тепло возрастает прямо пропорционально  частотеколебаний и квадрату напряженности электрического поля. При этом следуетотметить простоту подачи СВЧ энергии практически к любому участку нагреваемоготела.

     Важноепреимущество СВЧ нагрева — тепловая безынерционность, т.е. возможностьпрактически мгновенного включения и выключения теплового воздействия наобрабатываемый материал. Отсюда высокая точность регулировки процесса нагрева иего воспроизводимость.

     ДостоинствомСВЧ нагрева является также принципиально высокий КПД преобразования СВЧ энергиив тепловую, выделяемую в объеме нагреваемых тел. Теоретическое значение этогоКПД близко к 100%. Тепловые потери в подводящих трактах обычноневелики, и стенки волноводов и рабочих камер остаются практически холодными,что создает комфортные условия для обслуживающего персонала.

     Важнымпреимуществом СВЧ нагрева является возможность осуществления и практическогоприменения новых необычных видов нагрева, например избирательного,равномерного, сверхчистого, саморегулирующегося.

     Избирательныйнагрев основан  на зависимости потерьв диэлектрике от длины волны, т.е. зависимости тангенса угла диэлектрическихпотерь d как функции длины волны l. При этом в многокомпонентной смеси диэлектриковбудут нагреваться только те части, где высокий tg d.

     Равномерныйнагрев. Обычно  передача теплаосуществляется за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Отсюданеизбежен температурный градиент (перепад) от поверхности в глубину материала,причем тем больший, чем меньше теплопроводность. Уменьшить  или почти устранитьбольшой градиент температур можно за счет увеличения времени обработки. Вомногих случаях только за счет медленного нагрева удается избежать перегреваповерхностных слоев обрабатываемого материала. Примерами таких процессовявляется обжиг керамики, получение полимерных соединений и т.п. С помощью СВЧэнергии можно не только равномерно нагревать диэлектрик по его объему, но иполучать по желанию любое заданное распределение температур. Поэтому при СВЧнагреве открываются возможности многократного ускорения ряда технологическихпроцессов.

     Сверхчистыйнагрев. Если при  нагреве газовымпламенем, а также с помощью дуговых горелок происходит загрязнение материалов,то СВЧ энергию можно подводить к обрабатываемому материалу через защитные оболочки их твердых диэлектриков с малыми потерями. В результате загрязненияпрактически полностью устраняются. Кроме того, помещая нагреваемый материал воткачанный объем или инертный газ, можно устранить окисление его поверхности.Загрязнения от диэлектрика, через который подводится СВЧ энергия, весьма малы,т.к. в случае малых потерь даже при пропускании большой СВЧ мощности этотдиэлектрик остается практически холодным.

     Саморегулирующийсянагрев. При нагреве для целей сушкикачество получаемого материала существенно улучшается за счет того, что нагреввысушенных мест автоматически прекращается. Объясняется это тем, что тангенсугла диэлектрических потерь таких материалов, как, например, дерево, прямопропорционален влажности. Поэтому с уменьшением влажности в процессе сушкипотери СВЧ энергии уменьшаются, а нагрев продолжается только в тех участкахобрабатываемого материала, где еще сохранилась повышенная влажность.

Получение СВЧ энергии большой мощности

     Чтобыприменение СВЧ энергии было экономически оправдано, необходимо выбирать такиеСВЧ приборы, которые имели бы в сочетании следующие характеристики: высокий КПДпреобразования энергии промышленной частоты в СВЧ энергию (не менее 50%,а лучше 70% — 90%); высокий уровень выходной мощности внепрерывном режиме (около 1 кВт и более); простые и дешевыеисточники питания (желательно питать СВЧ прибор, непосредственно подключая егок вторичной обмотке силового трансформатора промышленной электросети безвыпрямителей и фильтров); простота конструкции, надежность, большой срок службы(не менее 2 — 5 тысяч часов); возможность эффективной работы припеременной нагрузке.

     Наиболееполно этим требованиям удовлетворяют магнетроны, пролетные многорезонаторныеклистроны и амплитроны.

     Наибольшеераспространение в качестве источника СВЧ энергии получили магнетроны.Относительная простота конструкции малые размеры и высокий КПД делают ихнаиболее пригодными для использования во многих областях СВЧ энергетики. Опытприменения магнетронов и исследования их свойств привели к тому, что внастоящее время они почти исключительно применяются в промышленных СВЧустановках. Однако в перспективе им могут составить серьезную конкуренциюпролетные многорезонаторные клистроны. В начале семидесятых годов благодаряоптимизации параметров с помощью ЭВМ был получен КПД пролетных клистронов выше 70%.Такой высокий КПД в сочетании с электростатической фокусировкой инепосредственным питанием через повышающий трансформатор от сети промышленнойчастоты позволит заменить магнетроны в ряде применений.

     Амплитроныимеют КПД 60% — 70%, а иногда и 80%. Однакопринципиально амплитроны схожи с магнетронами и имеют в основном те женедостатки: катод находится в пространстве взаимодействия, отработанныеэлектроны бомбардируют волноведущую систему  и т.д.

     Рассмотримподробнее работу магнетрона непрерывного действия в качестве источника СВЧэнергии для промышленного применения.

     Применениепоследовательного электромагнита.Создание магнитного поля магнетрона с помощью электромагнита, включенногопоследовательно в анодную цепь прибора, позволяет упростить схему питания,понизить стоимость установки, повысить устойчивость работы магнетрона приколебаниях напряжения в сети и изменениях параметров высокочастотной нагрузки(ее модуля и фазы). Кроме того, применение последовательного электромагнитаоткрывает возможность простой регулировки выходной мощности в довольно широкихпределах.

     Упрощениесхемы питания достигается рациональным выбором параметров электромагнита, врезультате чего магнетрон может работать при непосредственном включении впоследовательно соединенных анодной цепи магнетрона и обмотки электромагнита вцепь вторичной обмотки силового трансформатора по схеме двухполупериодноговыпрямления. Если индуктивность электромагнита недостаточна, то для сглаживанияпульсаций анодного тока дополнительно последовательно с электромагнитом можетбыть включен дроссель. Суммарная индуктивность должна составлять 10 — 30Гн. Эта схема наиболее проста и удобна, когда в установке работают двамагнетрона, а через обмотки электромагнита протекает слегка пульсирующийпостоянный анодный ток поочередно генерирующих магнетронов (рис. 1).Переменная составляющая анодного тока может быть в достаточной степениуменьшена за счет увеличения индуктивности дросселя и электромагнитов.

/>

     Рис.1. Схема безвыпрямительного питаниямагнетронов с последовательными электромагнитами от сети переменного токапромышленной частоты:

1 — магнетрон; 2 — электромагнит; 3 — высоковольтный трансформатор.

     Приработе двух магнетронов открываются новые возможности для улучшенияиспользования СВЧ энергии. Так, например, если генерируемые частоты несколькоотличны друг от друга, то можно получить более равномерное распределение плотностиСВЧ энергии по объему, в котором происходит тот или иной технологическийпроцесс.

     Рассмотреннаясхема питания используется в СВЧ печах, разработанных отечественнойпромышленностью.

     Вкачестве примера приведем характеристики магнетрона для промышленногоприменения типа M571. Его основные параметры следующие: рабочаячастота 2375 ±50 МГц;  выходная мощность 2,5 кВт внепрерывном режиме при Kстv< 1,1;анодное напряжение 3,6 кВт; анодный ток 1,1 A;мощность накала 300 Вт; магнитная индукция 0,135 T;Kстv нагрузки, допустимой в любой фазе, при питании отстабилизированного выпрямителя до 3,5.

     Рабочимихарактеристиками магнетронов называют зависимости анодного напряжения Uа ивыходной мощности Pвых от анодного тока Iа.Зависимость Uа=f(Iа)называют также вольт-амперной характеристикой.

     Еслисравнить рабочие характеристики магнетрона М571 при работе спостоянным магнитом и с последовательным электромагнитом при питании его отвыпрямителя со сглаживающим фильтром, то можно отметить следующее. Применениеэлектромагнита позволяет более плавно регулировать выходную мощность, меняя Uа, причемКПД h остается достаточно высоким (более 46%)при изменении Pвых от 2,5 (h= 60%)до 0,5 кВт (h= 46%).

     Нагрузочнымихарактеристиками магнетрона называют зависимости Iа  и Pвых отмодуля и фазы комплексной нагрузки. Сравнение нагрузочных характеристик при техже условиях, при которых рассматривались рабочие характеристики, показывает,что применение последовательного электромагнита позволило существенно уменьшитьизменение анодного тока и выходной мощности при изменении фазы нагрузки. А это,в свою очередь, не только улучшает использование СВЧ энергии, но и положительносказывается на долговечности магнетрона.

     Рабочаяи нагрузочная характеристики при безвыпрямительном питании магнетрона сприменением дросселя и последовательного электромагнита по схеме, изображеннойна рис. 1, практически не отличаются от характеристик магнетрона пристрого постоянном анодном напряжении.

     Уменьшениепульсаций магнитного поля. Современные магнетроны имеют металлокерамическуюконструкцию, причем стенки корпуса анодного блока, выполненные из меди,достигают по толщине 9 — 10 мм. Эта особенность конструкцииоказалась весьма полезной для уменьшения пульсаций магнитного поля впространстве взаимодействия за счет поверхностного эффекта на частоте 100Гц, т.е. на частоте пульсаций в однофазных двухпериодных схемахвыпрямления. Толщина поверхностного слоя для меди на частоте 100 Гц d= 6,7 мм.При этом переменная составляющая магнитного поля в пространстве взаимодействия H2 будетсоставлять всего лишь 0,2 переменной составляющей магнитного полявне корпуса анодного блока H1(H2/H1=e/>@0,2).

     Поэтомуесли амплитуда пульсаций анодного тока 20% среднего значения, тоамплитуда пульсаций напряженности магнитного поля в пространстве взаимодействиядля магнетрона M571 — всего 2% — 3%. Это, в своюочередь, позволяет считать магнитное поле в пространстве взаимодействияпостоянным, и требования к стабилизации источников питания для созданияпостоянного магнитного поля могут быть существенно снижены.

     Сравнениеэлектромагнитов и постоянных магнитов. Современные конструкцииэлектромагнитов по размеру и массе не превышают постоянных магнитов с теми жепараметрами. Электромагнит для магнетрона M571 являетсямалогабаритным (210x130x110 мм), его масса — около 4 кг.Благодаря секционированию обмоток и наличию ребер электромагнит не требуетпринудительного охлаждения, так как тепловые потери обмоток невелики сами посебе. Расход энергии на питание электромагнита значительно перекрываетсяулучшением электронного КПД магнетрона и увеличением его СВЧ мощности. Крометого, при использовании электромагнитов уменьшается стоимость эксплуатацииустановок. При замене магнетрона электромагнит остается, в то время какпакетированный магнетрон заменяется вместе с постоянным магнитом.

 

Резонаторные камеры для установок СВЧ нагревадиэлектриков

     Конструкциярезонаторных камер должна быть такой, чтобы внутри них нагрев был одинаков влюбой части внутреннего объема, занятого обрабатываемым диэлектриком. С другойстороны, объем камер должен быть достаточно большим, чтобы в течение каждогоцикла обрабатывать значительное количество материала и полностью использоватьмощность СВЧ генератора. Как уже говорилось, для промышленного применениявыделены небольшие участки спектра электромагнитных излучений, поэтомупроизвольно выбирать рабочую длину волны нельзя. Одним из наиболее удобныхдиапазонов для нагрева диэлектриков является диапазон волн вблизи 12,6 см(2375 ±50 МГц).

     Исходяиз приведенных требований в устройствах СВЧ нагрева находят применениерезонаторные камеры в виде прямоугольных объемных резонаторов, линейные размерыкоторых в 5 — 6 раз превышают длину волны генератора. В подобномрезонаторе может существовать несколько различных видов колебаний (болеедесяти), у каждого из которых свое распределение электрического и магнитногополей внутри объема резонатора. Такие резонаторы называются многомодовыми, т.е.в них может быть одновременно возбуждено несколько видов колебаний.

     Поляразличных видов колебаний, если они возбуждены от одного генератора сфиксированной длиной волны, могут в различных точках внутреннего объемарезонатора интерферировать, т.е. складываться и вычитаться. В результате внекоторых точках могут быть более сильные поля (от сложения полей несколькихвидов колебаний), а в других — более слабые (вследствие вычитания). Поэтомусуммарное поле может быть существенно неравномерным.

     Размерыи параметры объемных резонаторов могут быть рассчитаны на ЭВМ и оптимизированы.Задача оптимизации состоит в том, чтобы выбрать такие размеры резонатора, прикоторых в нем можно было бы возбуждать только определенные виды колебаний, аинтерференция между ними давала бы возможно более равномерное поле по объему.При этом возбуждающие колебания устройства должны устанавливать строгоопределенные соотношения между амплитудами тех видов колебаний, которые даютсуммарное равномерное поле.

     Несколькоиной способ получения равномерности нагрева — это применение двух или болеегенераторов, работающих на разных, но обычно близких частотах, или введениеизменения во времени генерируемой длины волны в некоторых возможных пределах ±Dl.

     Чемближе по шкале длин волн расположены виды колебаний рассматриваемогомногомодового резонатора, тем меньшее изменение длины волны генератораоказывается достаточным для улучшения равномерности нагрева и полученияравномерного электромагнитного поля в нем даже при слабой загрузке резонатораобрабатываемым диэлектриком.

     ДляСВЧ нагрева наиболее пригодны такие многомодовые резонаторы, у которыхрезонансные длины волн различных видов колебаний расположены по шкале длин волнне сгустками, а возможно более равномерно. Это получается, когда размерырезонатора a, b и lрезсоизмеримы, но не равны, т.е. когда резонатор представляет собойпараллелепипед, близкий к кубу, но не куб (рис. 2).

/>

     Рис.2. Возбуждение рабочей камеры устройств нагрева диэлектриков:

1 — рабочая камера; 2 и 3 — прямоугольные волноводы от СВЧ генераторовс рабочими длинами волн l1и l2.

     Например,для рабочего диапазона длин волн 12,6 ±0,252 см практическиравномерный спектр резонансных длин волн или резонансных частот достигается присоотношениях axbxlрез=52x57x58или 56x57x60 см. Резко неравномерный спектр получается при axbxlрез=58x60x60 или 59x59x60 см и тем более в кубическомрезонаторе 59x59x59 см. Интересно, что в первом случае в полоседлин волн 12,6±0,252 см имеется 62 вида колебаний сразличными резонансными частотами, во втором — 56, асоответственно в третьем, четвертом, пятом имеются только 30, 33и 15.

     Если резонансные частоты двух или нескольких видов колебаний равны между собой, тотакие виды колебаний называются вырожденными. В кубическом резонаторе имеетсяшестикратное вырождение многих видов колебаний, а в третьем и в четвертом —двух- и иногда трехкратное вырождение. Вот почему в этих резонаторах меньшерезонансных частот, чем в первом и во втором, при одной и той жерассматриваемой полосе рабочих длин волн.

     Уровеньзагрузки резонаторных камер. Здесь необходимо различать два случая. Еслирезонатор полностью заполнен диэлектриком с высоким значением диэлектрическойпроницаемости e и большими потерями, то резко падает его нагруженнаядобротность и согласовать ввод энергии, обеспечивающий полную передачу СВЧэнергии от генератора в объем диэлектрика, относительно просто.

     Сложнееобстоит дело, если резонатор загружен диэлектриком слабо или когда в резонатореимеется значительный объем диэлектрика с малым e (меньше 2) или малый объем диэлектрика свысоким значением e. При этом собственные виды колебаний резонатора резкосмещаются по частоте, а добротность резонатора для этих видов колебанийснижается незначительно. Поэтому такой резонатор в первом приближении можнорассчитывать без учета потерь.

     Возбуждениерабочих камер. Так как в промышленных установках необходимо передавать врабочую камеру СВЧ мощность высокого уровня, измеряемую киловаттами внепрерывном режиме, то из многих типов возбуждающих устройств оказываютсяпригодными только такие, которые имеют достаточную электрическую прочность. Кподобным возбуждающим устройствам, например, относится открытый конецпрямоугольного волновода, расположенный в соответствующем месте стенки рабочейкамеры (см.рис. 2).

     Открытыйконец волновода помещается там, где у требуемых видов колебаний в резонаторерасполагаются пучности магнитного поля, причем направление силовых линиймагнитных полей должно быть параллельным как в возбуждающем волноводе с волной H10, так идля рабочего вида колебаний в камере. Наоборот, для тех видов колебаний,возбуждение которых нежелательно, в этом месте должен быть узел магнитного поляили же силовые линии их магнитных полей должны быть перпендикулярны силовымлиниям магнитного поля рабочих видов колебаний.

     Нарис. 2  схематически показаны рабочая камера и два возбуждающих ееволновода. Применяя два ввода, можно увеличить число возбуждаемых в заданномдиапазоне видов колебаний и увеличить таким образом равномерность нагревадиэлектрика.

     Чтобыизбежать передачи СВЧ энергии из одного ввода в другой, можно применять либоразную их поляризацию (вектор E в волноводе 2 перпендикуляренвектору E в волноводе 3 на рис. 2), либопоместить второй ввод в области узлов магнитного поля тех видов колебаний,которые возбуждаются первым вводом, либо применить оба этих способа.

СВЧ нагрев движущихся диэлектрических лент и изделийкруглого поперечного сечения

     ПрименениеСВЧ нагрева движущихся лент позволяет существенно поднять производительностьустановок нагрева и во многих случаях значительно улучшить качество выпускаемойпродукции. Так, полимеризация в СВЧ полях капроновых канатов увеличивает ихпрочность на разрыв в несколько раз. При СВЧ сушке стеклоленты удается понизитьее конечную влажность до 1%  и увеличить скорость процесса до 4— 5 м/мин. Длина камеры, в которой происходит сушка, составляет 1м при СВЧ мощности на входе 1,5 кВт. Сушка СВЧ нагревомбумажной ленты на бумагоделательных комбинатах позволяет увеличить скоростьпротягивания ленты через сушильную камеру с 8 до 100 м/мин.

     Первоначальнов высокочастотных установках для фиксации и сушки крученых изделий изсинтетических волокон обрабатываемые изделия протягивали между пластинамиконденсаторов.

     Главныминедостатками этих установок являлись низкий КПД, сложность экранирующихконструкций и электрические пробои при влажном состоянии изделий. Эти недостаткиможно устранить, применив в качестве основы камеры сушки и фиксации ЗС, попродольной оси которой протягивается крученое волокно, а на конце ЗСподключается согласованная нагрузка (рис. 3), которая служит дляподдержания режима бегущей волны в ЗС.

/>

     Рис.3. Схема установки для фиксации исушки крученых изделий из синтетических волокон:

1 — СВЧ генератор; 2 — камера для фиксации сушки в виде замедляющейсистемы; 3 — согласованная нагрузка; 4 — станция для натяжения итранспортирования синтетического изделия 5; 6 —  груз.

Этодополнительно уменьшает опасность пробоя по сравнению со случаем, когда в ЗСбыл бы режим стоячей волны. Таким образом, обрабатываемое изделие протягиваетсяв области сильного высокочастотного электрического поля замедленной бегущейвдоль ЗС волны и занимает значительную часть поперечного сечения, в пределахкоторого расположено электромагнитное поле этой волны. Кроме того, благодарязамедлению волны длина камеры получается существенно меньше, чем в случаеприменения волноводов или коаксиальных линий. Отметим также, что направлениедвижения изделия и бегущей электромагнитной волны могут совпадать (режимпрямотока или прямоточная сушилка), а могут быть и противоположными (режим противотока).В режиме прямотока наибольшая подводимая к сушилке СВЧ мощность приходится навлажные части обрабатываемого диэлектрика, а в режиме противотока — на почтисухие. Важно еще отметить, что при проектировании подобных сушилок необходимоучитывать не только поглощение изделием СВЧ энергии, но и конвективныйтеплообмен с окружающим пространством.

     Обеспечениеравномерности нагрева по толщине. Длятонких лент (бумаги, стеклоткани и т.п.) проблемы неравномерности нагрева потолщине не возникает, поскольку толщина лент меньше (обычно в 200 — 500раз) рабочей длины волны и нагревающее электрическое СВЧ полепрактически не меняется по толщине материала. Иное дело для материала круглогопоперечного сечения (капроновые канаты, сосисочный фарш и пр.), где диаметрпоперечного сечения соизмерим с рабочей длиной волны (скажем, более 0,1l), особенно если диэлектрическая проницаемостьматериала велика и равна нескольким десяткам. Тогда электрическое СВЧ поле, аследовательно, и нагрев по сечению могут быть крайне неравномерны. Ели недобиться равномерности выделения тепла по сечению, то выравнивание температурыбудет происходить за счет теплопроводности и тогда, чтобы не перегреть областис сильным полем, придется снижать мощность СВЧ нагрева и удлинять время обработки.В результате преимущества СВЧ нагрева могут быть сведены к нулю.

     Рассмотримконкретный пример. В первых установках для нагрева стержней круглогопоперечного сечения применялся круглый волновод с волнами типа E0i, вдольпродольной оси которого по кварцевой трубке пропускалось нагреваемое вещество (рис.4). При больших значениях eобрабатываемого диэлектрика, равных 20 — 50 и более,распределение тепла по радиусу получается очень неравномерным: вблизи оси — максимум нагрева, а затем с увеличением r все более быстрый спадпочти до нуля, причем спад тем более быстрый, чем больше e (рис. 5).

/>

     Рис.4. СВЧ нагреватель длядиэлектрического стержня в виде круглого волновода:

1 — волновод; 2 — нагреваемый диэлектрик; 3 — кварцевая трубка.

     Обозначимчерез g1= /> радикальную постоянную дляобласти, занимаемой диэлектриком. Здесь k=2p/l — волновое число, а b=2p/lв —постоянная распространения волны вдоль продольной оси в объеме обрабатываемогодиэлектрика.

/>

     Рис.5. Распределение мощности источниковтепла P(r)/P(0) в зависимости от r/rд дляразличных значений e1 в нагревателе, изображенном на рис. 4 (rд=1см; R=5 см; l=12,6 см).

     Теоретическийанализ показывает, что мощность источников тепла P(r) взависимости g1r изменяется волнообразно, а перемещать максимумы иминимумы по направлению r можно изменяя g1.Поэтому для получения равномерного распределения источников по rнеобходимо подобрать соответствующие значения g1. Каквидно из формулы для g1, при заданных значениях e1 и k=2p/l эторавноценно подбору соответствующего значения b=2p/lв=w/vф, т.е. фазовой скорости волны vф вдольпродольной оси волноведущей системы.

     Нагревпо сечению будет равномерным, если первый от оси максимум функции P(r)=f(g1r) располагается в пределах обрабатываемого диэлектрикапри некотором значении 0<r<rд, аминимум этой функции, в отличие от графиков, приведенных на рис. 5,будет расположен вне диэлектрика т.е. при r>rд.Соответствующие расчеты показывают, что наименьшее отклонение функции P(r)=f(g1r) от равномерной имеет место при r/rд=0,5 и не превышает ±7% своего значения наоси.

     Дляконкретного случая: rд=1 см; e1=35; l=12,6см; т.е. k=2p/l=0,51/см (e1=35 соответствует диэлектрической постояннойобрабатываемого материала, который при термообработке на СВЧ требуетравномерного распределения температуры по радиусу). Постоянная распространенияволны b получается по расчету равной 1,56 1/сми lв=2p/b=4 см, т.е. длина волны в волноводе получилась меньше длиныволны в свободном пространстве l=12,6см. Это значит, что для полученияравномерного нагрева по радиусу следует применить замедляющую систему осесимметричноготипа с замедлением, равным 2 — 3. Это сравнительно небольшое замедлениехарактерно для ЗС типа цепочки связанных резонаторов или диафрагмированноговолновода. Именно такая ЗС и применяется в установке для термообработки,например сосисочного фарша, схематически показанной на рис. 6.

/>

     Рис.6. Схема СВЧ нагревателя длятермообработки сосисочного фарша:

1 — ЗС типа «диафрагмированный волновод»; 2 — кварцевая трубка,заполненная фаршем; 3 — коаксиально-волноводный переход; 4 — дрехдецибельныймост для деления мощности СВЧ генератора пополам; 5 — короткозамыкающие поршнив прямоугольном волноводе; 6 — согласующие секции диафрагмированного волновода.

     Теперь,когда известны диаметр диэлектрика 2rи егодиэлектрическая проницаемость e1, рабочаядлина волны l и замедление m, при котором имеет месторавномерное распределение тепловых источников по поперечному сечению, и тип ЗС,необходимо так подобрать ее геометрические размеры, чтобы, кроме требуемогозначения m (т.е. b), дисперсиявблизи рабочей длины волны была как можно меньше. Тогда легче добитьсясогласования ЗС с прямоугольным волноводом по которому подается СВЧ энергия.Увеличивается также полоса частот, в которой замедление постоянно и становятсяв менее жесткими допуски на размеры конструктивных элементов ЗС.

     Однои тоже замедление, но при разной крутизне дисперсионной характеристики прирабочей длине волны, можно получить при разных сочетаниях размеров bи c (см. рис. 6). Наименьшая дисперсия получается при b=1,35см и c=4,3 см.

     Отметиминтересные конструктивные особенности установки, приведенной на рис. 6.Во-первых, СВЧ энергия от генератора разветвляется на две равные части втрехдецибельном волноводном мосте и подается с обоих концов ЗС типа цепочкисвязанных резонаторов (диафрагмированного волновода) навстречу друг другу черезкоаксиально-волноводные переходы. В этом случае получается более «мягкий»нагрев обрабатываемого материала, а генератор предохраняется от отражений впериоды отсутствия сырья. Длина рабочей части ЗС выбрана такой, чтобы встречныеволны при заполнении центральной части ЗС фаршем, т.е. диэлектриком с большимипотерями, затухали немного дальше середины волновода. Диаметр dвыбирают таким, чтобы в пределах этого отрезка коаксиальной линии не быловысших типов волн, а могла распространяться только волна типа ТЕМ. Согласованиепрямоугольного волновода с ЗС осуществляется экспериментально путем подбораположения короткозамыкающих поршней диаметра внешнего проводника первой секцииЗС и формы утолщения центрального проводника в коаксиально-волноводномпереходе.

     Сравнительныеизмерения показали, что при применении ЗС типа цепочки связанных резонаторовперепад температуры составляет 6°C (от

64°C на осидо 70°C при r=rд), а вкруглом волноводе 37°C (от 68°C на осидо 31°C устенки кварцевой трубки).

Плазменные СВЧ горелки (плазмотроны) и их применение

     Свойстваэлектронно-ионной плазмы. Плазма — это состояние вещества, находящегося вгазообразном состоянии, в котором большое количество атомов и молекулионизированно; атомы стали ионами, т.е. электрически заряженными частицами,потеряв один или несколько электронов. Кроме ионов в плазме имеются и свободныеэлектроны. Если их заряд приблизительно равен заряду ионов, то такая плазманазывается квазинейтральной, т.е. в целом ее электрический заряд равен нулю.

     Дляпонимания физики взаимодействия плазмы с СВЧ колебаниями необходимо отметитьследующие обстоятельства.

     Электрическиеи магнитные поля на СВЧ во времени меняются столь быстро, что за времянарастания амплитуды электрического поля до максимума (четверть периода СВЧколебаний) электроны смещаются на очень небольшие расстояния x: x @ 2eE/(w/>m), где eи m — соответственно заряд и масса электрона. Важно обратитьвнимание, что x пропорционально E и обратно пропорциональноквадрату угловой частоты сигнала w. Приамплитуде E=Em=100 В/сми l=10 см(w=2p*3*10/>рад/с) x=0,01 мм. При Em=10кВ/см x=1 мм.

     Наименьшаямасса иона у водорода, но и она в 1840 раз больше m.В результате при тех же условиях смещение иона водорода будет равно всего лишь 10/> или 10/> мм. Отсюда важноеследствие: на СВЧ можно пренебречь движением ионов под действием СВЧ сигнала ирассматривать только движение электронов.

     Основныепараметры плазмы: N — концентрация заряженных частиц в единицеобъема; e —  относительная диэлектрическая проницаемость плазмына СВЧ, которая определяется без учета соударений электронов с ионами инейтральными молекулами только значениями N и w по формуле

e = 1 — Ne/> / (w/>me) = 1 — w/>п/w/>,

гдеwп =/> — плазменная круговая частота, а e0 =0,886*10/> A*c/(В*м) — диэлектрическая проницаемость свободногопространства. Из формулы видно, что плазма является диэлектриком, у которого e<1,но могут быть и случаи, когда e становитсяотрицательной величиной или равняется нулю (при w=wп) или, переходя к плазменной частоте fп вгерцах и подставляя численные значения e, mи e, можнополучить fп=wп/2p=8980/> Гц, т.е. однозначно определяется концентрациейзаряженных частиц в единице объема N. Из этого выражения видно,что при концентрации заряженных частиц в единице объема от 10/> до 10/> 1/см/> плазменные частотыбудут соответствовать СВЧ диапазону.

     Физическипредставить плазменную частоту можно следующим образом. Предположим, что вквазинейтральной плазме мы отклонили один из электронов от положения равновесияи отпустили. Кулоновские силы, притягивающие электроны к ионам,  будутвозвращать его к положению равновесия (ионы из-за большой массы неподвижны!).Набрав определенную скорость, электрон проскочит положение равновесия (конечно,с затуханием). Эта частота качаний электронов около положения равновесия иравна fп.

     Активнуюпроводимость плазмы s, а значит, и затуханиеСВЧ колебаний в ней определяет параметр v, который частотойсоударений — это количество соударений заряженных частиц с нейтральными вединицу времени. Максимальное значение sполучается при w=v, а vтем больше, чем больше давление газа p.

     Важнымдля практического применения плазмы параметром является ее температура T,которая характеризуется некоторой средней скоростью движения свободныхэлектронов к ней. Температура плазмы при СВЧ разряде обычно 6000 — 7000K.С другой стороны, и электропроводимость плазмы s, и ее диэлектрическая проницаемость e являются функциями температуры T.

     Принципустройства СВЧ плазмотронов заключается в передаче СВЧ энергии веществу,находящемуся в газообразном состоянии, с целью перевода его в плазму. Обычногаз подается под определенным давлением (может быть выше, ниже или равныматмосферному) по диэлектрической, чаще всего кварцевой или керамической трубке,которая должна быть помещена в область максимальной напряженностиэлектрического поля СВЧ колебаний. В стационарном состоянии выход тепла изплазмы полностью компенсируется поступлением в плазму СВЧ энергии, т.е. плазмаявляется активной нагрузкой для генератора СВЧ.

     Прирасчете плазмотронов основные параметры плазмы, такие, как s, e, T,длина волны СВЧ сигнала l, считаются постоянными,поэтому плазму рассматривают как диэлектрик с потерями и задача расчета заключаетсяв оптимизации передачи СВЧ энергии в этот диэлектрик при одновременном сниженииотраженной энергии.

     Однимиз наиболее простых по конструкции является плазмотрон волноводного типа,схематически изображенный на рис. 7. Разрядная диэлектрическая трубка пропущеначерез середины широких стенок прямоугольного волновода и перпендикулярно им.Вне волновода разрядная трубка окружена экранирующими металлическими трубками,являющимися запредельными волноводами для СВЧ сигнала, возбуждающего плазму.

/>

     Рис.7. Схема устройства плазмотрона волноводного типа:

1 — прямоугольный волновод (b — размер узкой стенки); 2 — экранирующиезапредельные трубки; 3 — разрядная диэлектрическая трубка; 4 — плазменный шнур;5 — согласованная нагрузка.

     Плазмаимеет вид шнура или цилиндра с диаметром dпл, на 2— 3 см меньшим внутреннего диаметра разрядной трубки D, идлиной, лишь немного превышающей размер узкой стенки прямоугольного волновода b.Плазменный шнур ограничен по длине в тех точках запредельных экранных трубок,где СВЧ мощность уже недостаточна для поддержания разряда, т.е. горения плазмы.

     Однимконцом плазмотрон волноводного типа присоединен к СВЧ генератору, а другим — ксогласованной нагрузке или к замкнутому на конце отрезку прямоугольноговолновода (короткозамыкателю). Одна часть СВЧ энергии поглощается в плазме, аоставшаяся доля частично проходит за разряд и частично отражается от него.

     Длякомпенсации отраженной волны между генератором и разрядной трубкой включаютразличные подстраивающие элементы, что эквивалентно подключению разряднойобласти через трансформатор связи. Плазмотроны с трансформаторами связи принятоназывать плазмотронами резонаторного типа.

     Болееоднородные по радиусу характеристики плазмы имеют место в плазмотроне на основерадиальной линии, представляющей собой два параллельно расположенных диска, вцентре которых перпендикулярно дискам проходит разрядная трубка. В такойрадиальной линии должна быть возбуждена радиальная ТЕМ волна, сходящаясяравномерно со всех сторон к плазменному шнуру, находящемуся на оси системы.

     Примерыплазмотронов волноводного типа. Изображенный на рис. 7 плазмотронпредставляет собой волноводно-коаксиальный переход, причем внутреннимпроводником коаксиальной линии служит плазменный шнур, а внешним — экранирующиеметаллические трубки. В данном плазмотроне необходимо учитывать активные потерив плазменном шнуре.

     Привыбранных геометрических размерах плазмотрона и рабочей частоте СВЧ генератораглавным расчетным параметром является температура плазмы. Однако для построенияобобщенных характеристик плазмотронов, не зависящих от свойств итермодинамического состояния плазмообразующего газа, а также для удобстваматематических расчетов оказалось удобнее вместо температуры использовать вкачестве основного расчетного параметра отношение радиуса плазменного шнура rпл кглубине поверхностного слоя на плазменном образовании s. При расчете sучитываются свойства и термодинамическое состояние газа, в котором будетобразована плазма.

     Нарис. 8 приведены расчетные кривые Kстv вподводящем волноводе axb=72x34 мм с волной H10 икоэффициента передачи СВЧ энергии в разряд h дляплазмотрона с согласованной нагрузкой (пунктирные линии). Рабочая длина волны 12,6см; внутренний диаметр экранирующих трубок 2R=22 мм;диаметр плазменного шнура 2 rпл=7 мм. Отношение rпл/R в расчетные формулы входит подзнаком логарифма, поэтому оно мало влияет на характеристики плазмотрона. Вкачестве плазмообразующего газа использовался азот при атмосферном давлении.

     Нарис. 8 приведены также кривые отношения мощности Pпад,подводимой к плазмотрону, к удельной мощности Pпл,поглощаемой в единице длины плазменного столба, находящегося в центре широкойстенки волновода. Эти кривые имеют минимум, в котором потребляемая от СВЧгенератора мощность минимальна. Правые ветви этих кривых соответствуютустойчивым режимам разряда.

/>

     Рис.8. Расчетные зависимости коэффициента передачи h, Kстv и Pпад/Pпл от отношенияrпл/s дляплазмотронов волноводного типа с согласованной нагрузкой и короткозамыкателем.

     Действительно,и при постоянной мощности, подводимой к плазмотрону, в разряде устанавливаетсяопределенная температура. Если режим работы соответствует некоторой точке направой ветви кривой, то случайные малые изменения температуры в разрядевызывают ряд процессов,  возвращающих температуру к стационарному значению.Если температура случайно уменьшится, то длина разряда уменьшится, что приведетк увеличению удельной мощности Pпл иразогреву плазмы. Если температура случайно возрастает, то длина разрядавозрастает и Pпл уменьшится, что приведет к остыванию плазмы. Этотмеханизм саморегулирования поддерживает в разряде постоянную температуру,соответствующую СВЧ мощности, подводимой к разряду.

     Границаустойчивости разряда соответствует значениям rпл/s @ 0,3¸0,6. При этом, например, температура плазмы азота равна 5500— 5800K. Удельная мощность Pпл,требуемая для поддержания в плазме заданной температуры, может быть определенапо кривой, приведенной на рис. 9. Далее по кривым Pпад/Pпл на рис.8 можно определить и значение Pпад, прикоторой в плазме температура равна требуемому значению.

     Еслипроанализировать приведенные на рис. 8 и 9 данные, то можносделать следующие важные для практики выводы.

     Вплазмотроне с короткозамыкателем осуществляется значительно более эффективноеиспользование СВЧ энергии, чем в плазмотроне с согласованной нагрузкой: hmaxсоответственно равны 0,97 и 0,5; минимальныемощности СВЧ генератора, требуемые для поддержания устойчивости разряда, равнысоответственно 0,5 и 1,2 кВт. Минимальнаятемпература СВЧ разряда в азоте при атмосферном давлении равна 5500K.

/>

     Рис.9. Зависимость  и  от температуры СВЧ разряда в азоте при атмосферномдавлении.

     Приэкспериментах с рассматриваемыми плазмотронами расход газа подбиралсяминимально возможным с тем, чтобы сохранить стабильность разряда. В этом случаетеплоотвод от разряда определяется в основном теплопроводностью газа на стенкиразрядной трубки. Длина плазменного столба в плазмотроне с согласованнойнагрузкой равнялась 4 см при поглощаемой в разряде мощности 900Вт, что меньше расчетного значения на 20% — 30%.Объясняется это тем, что при расчете не учитывался спад температуры на концахплазменного шнура и вынос тепла из плазмы потоком газа при определении значенияPпл в соответствии с кривой, изображенной на рис. 9.Однако приведенные на рис. 8 и 9 расчетные данные даютудовлетворительную точность и могут быть использованы для предварительныхрасчетов конструктивных параметров плазмотронов.

     Рассмотримпример практического применения плазмотронов.

     СВЧплазменный источник возбуждения спектра. Наиболее часто в качествеисточника тепла для разогрева порошков веществ, исследуемых с помощьюанализаторов спектра, использовались газовые горелки. Для них характернадостаточная стабильность горения, а главным недостатком является внесение взону нагрева продуктов горения газа, которые во многих случаях могут загрязнятьобрабатываемый или анализируемый материал. Кроме того, температура, даваемаягазовыми горелками, для анализа многих элементов недостаточна. С помощьюплазмотронов может быть получен в атмосфере защитных газов — азота, гелия илиаргона — стабильный нагрев до 8000K без каких-либо загрязнений.Для спектрального анализа применяют и электрические дуги постоянного ипеременного токов. Они позволяют получить требуемую температуру, но не даютжелаемой стабильности и вносят загрязнения продуктами разрушения электродов.Поэтому при их использовании воспроизводимость и точность анализа недостаточны.

     Высокотемпературныйстабильный плазменный источник возбуждения спектра представляет собойустановку, состоящую из двух блоков — блока питания и СВЧ блока, в которыйвходят магнетрон M571 с регулируемой непрерывной мощностью от до 2,5 кВт на длине волны 12,6 см и плазмотронволноводного типа с согласованной нагрузкой.

/>

     Рис.10. Схематическое изображение СВЧ блока плазменного источника возбужденияспектра типа ПВС-1:

1 — магнетрон; 2 — плазмотрон волноводного типа; 3 — согласованнаянагрузка; 4 — кварцевая трубка для подачи плазмообразующих газов и образованияплазменного столба; 5 — конденсор; 6 — щель анализатора спектра.

     СхемаСВЧ блока применительно к спектральному анализу приведена на рис. 10.Газ для образования плазмы подается в трубку из кварцевого стекла череззавихряющую форсунку, не показанную на схеме. Через ту же форсунку или вдольоси кварцевой трубки по отдельной трубке подается анализируемое вещество,которое распыляется в виде аэрозоля. Излучение плазменного столба черезконденсатор проектируется на щель анализатора спектра, с помощью которогопроизводится анализ обычными спектральными методами. Расход газа можетсоставлять 8 — 10 л/мин при давлении, близком к атмосферному,плазменный столб длиной 25 — 30 мм имеет диаметр — 5 — 8 мм.Коэффициент передачи СВЧ энергии в разряд 0,55 — 0,6.

     Времяанализа по сравнению с химическими методами сокращается в 2 — 5 раз.Вследствие высокой температуры, высокой чистоты в зоне нагрева и высокойстабильности плазменного источника появилась возможность анализировать каклегко- и средневозбудимые, так и трудновозбудимые элементы, а также определятьс высокой точностью средние и большие концентрации элементов. Кроме того, из-заотсутствия электродов открылась возможность анализа кислотных и щелочныхрастворов.

     Практическоеиспользование источника ПВС-1 показало, что температура плазмыСВЧ разряда равна 4000 — 8000K, коэффициент вариации,характеризующий нестабильность самого источника, 1,5% — 2%, а прианализе коэффициент вариации 2% — 3%, чувствительность анализа 10/> — 10/> мг/мл.

Излучатели СВЧ энергии

     ИзлучателиСВЧ энергии фактически представляют собой передающие антенны того или иноготипа, направляющие СВЧ энергию на обрабатываемый участок материала; СВЧизлучатели необходимы там, где надо нагревать часть большого предмета.

     Подобныеизлучающие устройства необходимы и при СВЧ сушке некоторых материалов, и привлагометрии, и при стерилизации ран на поверхности тела, и при воздействии накультуры микроорганизмов и т.д.

/>

     Рис.11. СВЧ облучатель в виде открытого конца волновода прямоугольногопоперечного сечения.

     ПростейшимСВЧ излучателем является открытый конец волновода (рис. 11). Дляограничения высокочастотных токов по фланцу, а следовательно, и СВЧ поляприменяют специальные канавки 1, заполненные поглощающимматериалом (b — размер узкой стенки волновода).

     Открытыйконец стандартного прямоугольного волновода является весьма эффективнойантенной. Даже без каких-либо подстроечных устройств Kстv вволноводе равен 1,6, т.е. от открытого конца волновода отражаетсяменее 5,5% передаваемой по волноводу мощности.

     Меньшуюплощадь облучения дает излучатель в виде открытого конца H-образноговолновода (рис. 12). На этом рисунке пунктиром показана зонамаксимального нагрева.

/>

     Рис.12. СВЧ облучатель в виде открытого конца H-образноговолновода.

     Наилучшеесогласование со свободным пространством имеет рупорная антенна с корректирующейдиэлектрической линзой 1 в ее раскрыве (рис. 13). Онаприменяется либо для создания плоского фронта СВЧ волн (рис. 13, a),либо фокусировки СВЧ излучения на небольшой площади подобно обычнойдвояковыпуклой линзы в оптическом диапазоне. Минимальный диаметр пятна в фокусеполучаетя примерно равным рабочей длине волны l (рис. 13, b).

/>

     Рис.13. СВЧ облучатель в виде рупорно-линзовой антенны для создания плоскогофронта волны (a) и для фокусировки излучения (b).

     Нарис. 14 показан рупорно-параболический облучатель, применяемый дляраскалывания бетонных плит. При l=12,6см и Pизл=2,5кВт бетонная плита толщиной 200мм раскалывается через несколько секунд или минут после началаоблучения.

/>

     Рис.14. СВЧ облучатель в виде рупорно-параболической антенны.

     Прииспользовании электромагнитных волн коротковолновой части сантиметрового имиллиметрового диапазонов применение резонаторных камер, ЗС и волноводов, вкоторых производится воздействие СВЧ колебаний на вещество, становитсянецелесообразным из-за их малых поперечных размеров. Более эффективноосуществить направленное излучение СВЧ энергии и при этом получить равномерноепо интенсивности поле излучения на заданной площади и близкое к нулю поле внеэтой площади.

     Равномерноеизлучение на прямоугольном участке поля создает пирамидальный рупор,подключенный к прямоугольному волноводу с волной H10.Однако постоянство плоскости поляризации напряженности электрического поля Eв этом случае допустимо не для всех применений. Например, наиболее эффективновоздействуют миллиметровые волны на бактерии тогда, когда вектор Eпараллелен большему размеру бактерии. А так как бактерии ориентированы воблучаемом пространстве хаотически, то для повышения эффективности облученияжелательно иметь равномерное по мощности распределение поля на площади, ограниченнойкругом, и в пределе этой площади иметь круговую поляризацию вектора E.

     Подобноготипа облучатель для рабочей длины волны 7,1±0,2 мм изображен на рис.15.Он состоит из перехода со стандартного прямоугольного волновода сечением 2,6x5,2мм на круглый волновод диаметром 6,2 мм. В этом переходеволна H10, распространяющаяся в прямоугольном волноводе, плавнои без отображений преобразуется в волну H11круглого волновода с сохранением плоскости поляризации вектора E.Для получения круговой поляризации вектора напряженности электрического поля вкруглом волноводе используется секция круглого волновода, в которую помещеначетвертьволновая полистироловая пластина (e=2,56) толщиной 1,1 мм и длиной 10 ммс плавным сужением на концах для предотвращения отражений, плоскость которойрасположена под углом 45° к направлению вектора E впрямоугольном волноводе. Далее круглый волновод диаметром 6,2 ммпереходит в излучающий рупор с углом раскрыва 36° и диаметромраскрыва 150 мм. Применялись также рупоры с раскрывами 50и 300 мм. Для формирования равномерного поля облучения в раскрыверупора помещена диэлектрическая линза из фторопласта (e=2,08),имеющая специально рассчитанный профиль по стороне, обращенной к волноводу, иплоскую поверхность на стороне объекта облучения.

     Идеальнуюравномерность поля в пределах радиуса R получить невозможно.Равномерность считается достаточной, если перепады интенсивности поля впределах круга радиуса R не превышают 3 дБ.

     Наилучшаяравномерность напряженности поля получилась при раскрыве рупора 150 мм.Размер равномерно облучаемой поверхности при этом можно регулировать изменениемрасстояния L. При L³400 ммравномерность поля по сечению луча уже практически не меняется. Таким образом,увеличивая L, можно получить увеличение диаметра 2Rравномерно облученной поверхности.

/>

     Рис.15. Облучатель с круговой поляризацией вектора напряженности электрическогополя:

1 — переход с прямоугольного волновода с сечением 2,6x5,2 мм на круглыйволновод диаметром 6,2 мм; 2 — фазосдвигающая диэлектрическая пластина; 3 —рупор с раскрывом 150 мм; 4 — линза из фторопласта; 5 — прижимное кольцо.

     Применениерассмотренной квазиоптической системы формирования пучка электромагнитных волнпозволило передавать на облучаемую поверхность 80% энергии,излучаемой рупором при допустимом изменении интенсивности напряженностиэлектрического поля на 3 дБ от максимального значения. Безприменения описанной системы формирования на равномерно облучаемую поверхностьприходится только 55% излученной рупором энергии поля волны H11.Применение линзы эквивалентно увеличению площади облучаемой поверхностипримерно в 1,5 раза.

     Такимобразом, рассмотренный тип облучателя позволяет получить равномерную сточностью до 3 дБ облучаемую поверхность на длине волны 7,1мм диаметром от 50 до 300 мм. Диаметроблучаемой поверхности определяется расстоянием от рупорно-линзевой антенны дообъекта облучения.

Сублимационная сушка

     Однимиз сравнительно новых способов консервации продуктов обеспечивающихмаксимальное сохранение вкусовых свойств и качеств свежих продуктов, являетсясублимационная сушка. При такой сушке хорошо сохраняются витамины, белки иароматические вещества, продукты имеют малую массу и в герметичной упаковке,например из полиэтиленовой пленки, могут без ухудшения качества хранитьсямногие годы.

     Втехнологическом процессе сублимационной сушки продукты сначала быстрозамораживают, потом помещают в вакуумную камеру, где производится откачкадавления остаточных газов до 2,7 — 8 Па. В вакууме происходитинтенсивное испарение льда. Этот процесс идет с поглощением тепла. Чтобы впроцессе испарения температура продукта не падала слишком сильно, необходимоподводить тепло извне. Это так называемая теплота возгонки.

     Сублимационнуюсушку можно проводить путем теплоизлучения: например, получать тепло отспециальных пластин, нагреваемых горячей жидкостью и помещаемых в вакуумнойкамере вблизи лотков с замороженными продуктами. Постепенно лед будетиспаряться (практически полностью), а продукт приобретает вид губки значительноменьшей массы. Испаряемая влага не откачивается насосами, а конденсируется наспециальных конденсационных пластинах, охлаждаемых до температуры ниже —55°C.Эти пластины периодически очищают от наросшего льда.

     Послегерметизации в полиэтиленовые пакеты сублимированные продукты можно перевозитьи хранить без охлаждения.

     Наиболеедлительной и сложной технологической операцией при теплоизлучении являетсявозгонка льда, которая в начале процесса сушки проходит при температуреповерхности продукта (— 40 ¸ —50)°C. В процессе сушкиграница между высушенной и замороженной частями продукта, т.е. поверхностьвозгонки, постепенно перемещается вглубь, так что снаружи образуется высушенныйслой с малой теплопроводностью, который препятствует передаче тепла квнутренним замороженным частям продукта. В результате для сушки теплоизлучениемтребуется от 8 до 24 ч. Если попытаться сократитьэто время, то можно перегреть наружные высушенные слои.

     Сверхвысокочастотныйнагрев позволяет подводить тепло равномерно по всему объему. А это позволяетуменьшить время сушки в 10 раз и более, что обеспечивает вконечном счете не только уменьшение стоимости сушки в 2 — 5 раз,но и улучшает качество сушеной продукции. Кроме того, появляется возможностьсоздания не камерных, а конвейерных установок для сублимационной сушки. Общиекапиталовложения, необходимые для сооружения крупного цеха сублимационной сушкис СВЧ нагревом, примерно на 30% меньше, чем при использованиинагрева за счет теплоизлучения.

     Рассмотримнекоторые особенности сублимационной  сушки с помощью СВЧ нагрева на примересушки мяса.

     Приравномерном выделении тепла в объеме диэлектрика с потерями, каким в нашемслучае является замороженное мясо, мощность потерь в единице объема (в ваттахна кубический см) определяется по формуле

P = 0,287 E/> f e/> * 10/>,

гдеf — частота, МГц; E — напряженностьэлектрического поля, В/см; e/> — коэффициент диэлектрических потерь в продукте.

/>

     Рис.16. Зависимости коэффициента потерь e/> идиэлектрической постоянной e говядины оттемпературы:

1 — для сырого мяса; 2 — для мяса, высушенного сублимационной сушкой(сплошная линия — на частоте 1000 МГц; пунктирная линия — на частоте 3000 МГц).

     Нарис. 16 показаны зависимости e/> и e/> от температуры сырого и высушенного мяса. По этимкривым видно, что e/> и e/> существенно уменьшаются в процессе сушки. Поэтому впервой половине технологического процесса необходимо несколько увеличивать подводимуюмощность, но не настолько, чтобы произошло размораживание продукта или возникэлектрический СВЧ дуговой разряд. При дуговом разряде бесполезно теряется СВЧмощность и происходит подгорание продукта. Если при атмосферном давлениипробивная напряженность электрического поля 30000 В/см, то придавлении остаточных газов 13,3 — 40 Па имеет место минимальнаяпробивная напряженность электрического поля, равная около 100 В/смв импульсе. При рабочих же давлениях в сушильных камерах менее 8 Папробивная напряженность поля превышает 170 В/см на частоте 915МГц и превышает 400 В/см для частоты 2450 МГц.

     Впроцессе сушки поверхностные слои при СВЧ нагреве становятся практически сухимии обладают малой теплопроводностью, поэтому их температура становится положительнойи может достигать нескольких десятков градусов. Максимальная температуравысушенных частей не должна превышать определенных для каждого вида продуктовзначений, чтобы не произошло ухудшение качества. Так, для говядины максимальнодопустимая температура +50°C, а для свинины — +40°C.Таким образом, чтобы не произошло перегрева наружных слоев, в конце процессасушки надо уменьшить подводимую СВЧ мощность.

     Сдругой стороны, как видно из рис. 16, при температурах ниже нуля потери(e/>) примерно на порядок меньше, чем при комнатной иболее высоких температурах. Это говорит о том, что только на СВЧ, учитываямножитель f в формуле для P, можно получитьдостаточную для сушки и равномерно распределенную по объему мощность путемвыбора рабочей частоты в пределах 800 — 2500 МГц. В данном случаеприменимы рекомендации по конструированию камер для СВЧ нагрева, справедливыепри малых потерях в диэлектрике.

     Чтобыуменьшить опасность пробоя конструкция камер должна быть такова, чтобыэлектрическое поле в продукте было максимальным, а в окружающем вакууме непревышала допустимого значения. В простейшем случае этого можно достигнуть,помещая подвергающиеся сушке продукты между широкими стенками прямоугольноговолновода с волной H10 вблизи его продольной оси.

Примеры применения СВЧ нагрева для приготовления пищи

     Внастоящее время СВЧ печи могут найти применение не только в общественномпитании (рестораны, столовые, вагоны-рестораны), но и в быту.

     Приготовлениемяса. Благодаря выделению тепла во всем объеме довести до готовности мясо сСВЧ печи можно всего лишь за 1 — 5 мин (в сковородке на этотребуется 40 мин). Равномерное выделение тепла по объему каждогокуска обеспечивает в приготовленном мясе отсутствие непроваренных илинепрожаренных мест. Кроме того, при столь быстром подогреве не происходитвыпаривание соков, поэтому вкусовые качества получаются более высокими, чем приобычных способах готовки.

     Размораживаниемяса, фруктов и овощей. Замороженные продукты приобретают все большуюпопулярность. Однако перед употреблением их необходимо разморозить, что требуетдлительного времени. После медленного размораживания их качество заметно ниже,чем у свежих продуктов. Чтобы представить выигрыш во времени при использованииСВЧ печей для размораживания, можно привести следующие данные по традиционнымспособам размораживания. Время оттаивания куска мяса массы 1,3 кгв холодильнике (мясо переложено из морозильной камеры в пространство с плюсовойтемпературой, близкой к нулю) 24 ч; при комнатной температуре 10— 12 ч; при использовании вентилятора — 5 — 6 ч; в печипри 72°C или в проточной воде в водонепроницаемой упаковке 3— 4 ч.

     Спомощью СВЧ нагрева разморозить фрукты и овощи можно за 1 — 3 мин.Это дает не только экономию времени, но и настолько увеличивает качестворазмороженных овощей и фруктов, что они почти не отличаются от свежих.

     Глубинапроникания СВЧ поля в замороженное мясо увеличивается с 2,85 смпри —1,1°C до 68,7 см при —51°C начастоте 1000 МГц и с 1,5 см при 1,1°Cдо 42,3 см при —51°C на частоте 3000 МГц.Хотя разница здесь не столь велика, все же считается, что более глубокийпрогрев удается обеспечить на более низких частотах, т.е. при рабочей частотевблизи 1000 МГц, особенно если размеры обрабатываемого продуктапревышают 5 см по толщине.

     Торговыеавтоматы. Широкое распространение в торговле получили автоматы для продажи,например, газированной воды и газет, находят применение на почтах и вгостиницах автоматы по продаже конвертов и открыток и т.д.

     Однойиз главных целей применения автоматики в торговле является возможность покупкитоваров в любое время суток. Для непортящихся товаров, таких, как газированнаявода, сигареты, газеты и пр., эта задача технически решена. Иное дело —автоматы для продажи скоропортящихся продуктов и тем более таких, которыежелательно принимать в пищу в горячем виде. С применением СВЧ появиласьвозможность для проектирования и изготовления подобных автоматов. Потребности втаких автоматах, безусловно, есть: например, на вокзале можно было бы в любоевремя через несколько минут получить стакан горячего молока, кусок горячейотварной или жареной курицы.

     Принципторгового автомата для продажи холодный и нескоропортящихся пищевых продуктовизвестен и применяется в закусочных-автоматах: после опускания жетона илимонеты заранее приготовленная порция продукта подается потребителю. Прииспользовании СВЧ техники для создания автоматов по продаже горячих продуктовэта обычная схема должна быть дополнена двумя устройствами: холодильником дляхранения продуктов и СВЧ печью, куда после опускания монеты или жетона должныподаваться порции продуктов и где за 1 — 3 мин производится нетолько их оттаивание, но и нагрев до необходимой температуры. Далее — обычнаявыдача порции потребителю. Холодильник и СВЧ печь — это уже хорошо отработанныеэлементы, так что теперь дело за конструкторами и технологами подобныхавтоматов.

      Значительноболее простыми могут быть торговые автоматы, которые выдают замороженные порциипродуктов, а покупатель перед употреблением в пищу сам разогревает их в СВЧпечах, установленных в том же зале закусочной-автомата.

     Вописанных применениях СВЧ печей реализуются преимущества централизованногоприготовления продуктов питания, при котором более эффективно используетсяквалифицированный персонал, широко применяются механизация и автоматизациятрудоемких процессов.

     Питаниев больницах. Пищеблоки крупных больниц обычно расположены в отдельныхпомещениях, и пока оттуда питание доставляется к постели больного, пища становитсяесли не холодной, то чуть теплой. СВЧ печи позволяют преодолеть этотнедостаток. Быстрый разогрев блюд можно вести вблизи каждой палаты. Особенноэто важно в инфекционных отделениях больниц, где каждую порцию можноразогревать на бумажных тарелочках однократного использования.

     Весьмаперспективной представляется организация питания, при которой в больницах пищане готовится, а поступает со специализированных предприятий на склад больницы ввиде замороженных или охлажденных порций, откуда персонал, обслуживающийбольных питанием, их получает и разогревает в СВЧ печах непосредственно передподачей больному. Подсчитано, что при такой организации экономится 18%средств на питание. А это означает, что на 18% можно увеличитьрасходы на продукты при одних и тех же ассигнованиях на питание.

     СВЧпечи в быту. В последнее время, особенно в новых жилых домах вместо газадля приготовления пищи используется электричество. При этом снижаетсязагрязнение воздуха, полностью устраняется опасность взрывов, но электрическиеплиты сравнительно медленно разогреваются и довольно долго остывают послевыключения.

     Следующийшаг по применению электричества в быту — широкое внедрение СВЧ печей. Впоследние годы ведущие фирмы США и Японии наладили массовый (с 1975 г.свыше 1 млн. шт. в год) выпуск бытовых плит, предназначенных дляквартир и коттеджей. Они представляют собой комбинацию обычнойтрех-четырехкомфорочной электроплиты с СВЧ печью. СВЧ печь может бытьрасположена как духовка под электроплитой или же над ней в виде шкафчика.

     Пришироком использовании СВЧ печей в быту получает быстрое развитие и индустрияприготовления замороженных порционных блюд, специально предназначенных длябыстрого оттаивания и разогрева в СВЧ печах. Так что в недалеком будущемхозяйки будут покупать порционные замороженные блюда, хранить их в морозильныхкамерах своих холодильниках и подавать к столу в размороженном и разогретом вСВЧ печах виде через считанные минуты после извлечения из холодильника.

     Рецепт:фаршированная лопатка ягненка.

     Измяса лопатки ягненка, фаршированного ароматной начинкой из бекона и грибов,легко получается несколько порций.

     25гр. сливочного масла;

     1средняя луковица, очищенная и мелко нарезанная;

     100гр. бекона с прожилками, без шкурки и мелко порубленного;

     100гр. грибов, порезанных;

     100гр. свежих хлебных крошек;

     1яйцо, взбитое;

     сольи перец;

     лопаткаягненка (барашка) с удаленной костью;

     желеиз красной смородины;

     На4 — 6 порций.

     1.  Растопитемасло, 30 сек., добавьте лук, бекон и грибы и готовьте до мягкости— около 3 — 5 (7) мин.

     2.  Высыпьтеи размешайте хлебные крошки, приправы и яйцо.

     3.  Разложите(разверните) мясо лопатки и распределите по нему начинку.

     4.  Скатайтемясо в сверток округлой формы и перетяните бечевкой.

     5.  Взвесьтеи рассчитайте время приготовления.

     6.  Уложитена решетку для жарения и накройте бумажным полотенцем или разорванным мешочкомдля жарения.

     7.  Готовьтев режиме HIGH (или на 100% P.) 1 — 2 (3) мин.на каждые 450 гр. веса.

     8.  Уменьшитемощность и готовьте в режиме MEDIUM/HIGH (или на 70% P.)половину оставшегося времени или установите заранее автоматический режимпереключения мощности со 100% на 70% через заданноевремя.

     9.  Перевернитемясо, нанесите желе из красной смородины и продолжайте готовить ненакрытым.

     10.Свободно оберните фольгой и дайте отстояться из расчета 5 мин. накаждые 450 гр. веса.

     11.Используйте сок, который стек в противень под решеткой для негустой подливы.

     Приготовке соблюдайте технику безопасности. Приятного аппетита!

Защита от СВЧ излучений

     Вовсех предыдущих параграфах были даны описания мощных СВЧ устройств, в которыхгенераторы высокочастотных энергии имели мощность около единиц киловатт внепрерывном режиме. Даже если небольшая часть этой мощности просачивается вокружающее установку пространство, это может представлять опасность дляокружающих: воздействие достаточно мощного СВЧ излучения на зрение, нервнуюсистему и другие органы человека может вызвать серьезные болезненные явления.Поэтому при работе с мощными источниками СВЧ энергии необходимо неукоснительнособлюдать требования техники безопасности.

     Внашей стране установлена безопасная норма СВЧ излучения, т.е. так называемаясанитарная норма — 10 мкВт/см/>.Она означает, что в месте нахождения обслуживающего персонала мощность потокаСВЧ энергии не должна превышать 10 мкВт на каждый квадратныйсантиметр поверхности. Эта норма взята с многократным запасом.  Так, например,в США в 60-е годы была норма в 1000 раз большая —  10мВт/см/>.

     Следуетотметить, что по мере удаления от мест излучения СВЧ мощности — от резонаторныхкамер или волноведущих систем, где производится обработка с помощью СВЧэнергии, — поток излученной энергии быстро ослабевает (обратно пропорциональноквадрату расстояния). Поэтому можно установить безопасную границу, где уровеньизлучения ниже нормы, и выполнить ее в виде ограждения, за которое нельзязаходить во время выполнения технологического процесса. При этом защитныеустройства получаются достаточно простыми и недорогими.

     Вбытовых СВЧ печах для предотвращения излучения через загрузочные люки, дверцы икрышки наиболее распространены контактные устройства в виде множества пружинокиз листового материала, например бериллиевой бронзы БрБ2. Такиепружинки создают контакт для СВЧ токов по всему периметру загрузочного люка.Подобная система была применена в отечественной СВЧ печи, в ряде японскихпечей.

     Внастоящее время существует несколько видов как твердых, тик и мягких (типарезины) поглощающих материалов, которые уже при толщине в несколько миллиметровобеспечивают практически полное поглощение просачивающейся СВЧ энергии.

     Поглощающийматериал закладывается в щели между теми металлическими деталями резонаторныхкамер или волноведущих структур, которые не могут быть соединены сваркой илипайкой.

     Предотвращениеизлучения через отверстие для наблюдения или подачи воздуха осуществляетсяприменением металлических трубок достаточно малого внутреннего диаметра инеобходимой длины. Такие трубки являются запредельными волноводами ипрактически не пропускают СВЧ энергию. Необходимо, чтобы внутренний радиус Rбыл в 10 — 15 раз меньше рабочей длины волны. В этом случаепогонное затухание (в децибелах на сантиметр) на низшем типе волны H11 можетбыть приблизительно определено по формуле L=16/R, а общеезатухание при длине трубки l становится равным 16l/R дБ.

     Рассмотримчисленный пример. Пусть рабочая длина волны l=12,6 см.Возьмем трубку с внутренним радиусом R=9 мм. Пользуясь формулойдля L, определим, что на каждом сантиметре длины трубки погонноезатухание L=16/0,9=17,8 дБ/см. Если мощность СВЧ колебанийрезонатора составляет 1 кВт, а вне трубки будем считатьдопустимой мощность 1 мкВт, то на длине трубки lдолжно быть ослабление 1кВт/1мкВт=1/10/>=10/> раз, или 60дБ. Длина трубки будет l=60/L=60/17,8=3,37 см.

     Окончательнодлину трубки с внутренним диаметром 18 мм можно принять равной 4см. Как видим, безопасный уровень излучения может быть получен при неочень длинных трубках и при достаточно больших диаметрах.

     Дляпромышленных установок СВЧ нагрева характерна необходимость многоразовогооткрывания и закрывания люков загрузки, и т.д. От этих операций защитныеустройства, в особенности контактные, постепенно изнашиваются. Кроме того, стечением времени контактные поверхности окисляются. В результате излучениеможет возрасти в несколько раз и даже на один-два порядка. Поэтому необходимысистематическое наблюдение за состоянием защитных устройств, проведениепериодических замеров уровня излучения. Отсюда и жесткие требования кнадежности защитных устройств. Чтобы в эксплуатации нормы облучения не былипревышены, заводские сдаточные нормы на излучение делают более жесткими. Так, вЯпонии допускается увеличение излучения от заводских норм до эксплуатационныхпри количестве открываний более 100 тыс. раз. Собственно, притаких условиях и проводятся периодические заводские испытания защитных устройств.

Заключение

     Приведенныев этой работе описания электронных приборов СВЧ и их применений, конечно,далеко не исчерпывает всего их многообразия. Ограниченная тематика работыпозволила рассмотреть только наиболее распространенные и типичные явления в СВЧэлектронике, в частности, в энергетике СВЧ в народном хозяйстве.

     Чтокасается применений, то здесь опущены такие важные и интересные разделы кактелевидение, радиолокация, радионавигация, радиорелейные линии, передачаэлектрической энергии из космоса на Землю и многое другое, описанию которыхпосвящены другие работы, а также, впрочем, и обширная научная инаучно-популярная литература.

     Наскольков недалеком будущем расширится использование СВЧ электроники в народномхозяйстве, можно показать на таком примере. Общепринятым считается мнение, чтов современной жизни отказаться от применения ядохимикатов в сельском хозяйственельзя. Однако необходимо принимать меры по сокращению их использования. Однимиз эффективных способов в этом направлении является применение электроники СВЧ.Уже первые опыты показали, что на участке, обработанном СВЧ излучением, урожайна 60% выше, чем при химической обработке. Кроме того,предварительная до сева обработка почвы СВЧ облучением задерживает появлениесорняков, что тоже способствует повышению урожайности.

     Другойпример применения СВЧ электроники в сельском хозяйстве относится уже кпослеуборочным проблемам. Сушка хлопка-сырца СВЧ энергией перед его длительнымхранением резко повышает качество и уменьшает отходы.

     Такимобразом, можно с уверенностью утверждать, что с каждым годом области примененияэлектроники сверхвысоких частот будут расширяться, обеспечивая и убыстряяразвитие производительных сил и улучшая условия труда.

Список литературы

     И.В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть I. — Москва: Высшая школа,1970.

     И.В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть II. — Москва: Высшая школа,1972.

     Т.И. Изюмова, В. Т. Свиридов Волноводы, коаксиальные и полосковыелинии. — Москва: Энергия, 1975.

     Ю.Н. Пчельников, В. Т. Свиридов Электроника сверхвысоких частот.— Москва: Радио и связь, 1981.

     Е.В. Задедюрин Сборник деликатесных рецептов для СВЧ печей. — Минск:Мет, 1993.

Содержание

Задание   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   2(Введение)

Введение •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   3Промышленные диапазоныэлектромагнитных колебаний   •   •   •   •   •   4

(Аналитическаячасть)

Особенностинагрева диэлектриков в диапазонах УВЧ и СВЧ  •   •   •   •   4

ПолучениеСВЧ энергии большой мощности  •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   5

     Применениепоследовательного электромагнита     •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   5

     Уменьшениепульсаций магнитного поля    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   8

     Сравнениеэлектромагнитов и постоянных магнитов   •   •   •   •   •   •   •   •   8

Резонаторныекамеры для установок СВЧ нагрева диэлектриков     •   •   9

     Уровеньзагрузки резонаторных камер    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   10

     Возбуждениерабочих камер   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   11

СВЧ нагрев движущихсядиэлектрических лент и изделий круглого поперечного сечения     •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   11

(Расчетнаячасть)

     Обеспечениеравномерности нагрева по толщине   •   •   •   •   •   •   •   •   •   13

ПлазменныеСВЧ горелки (плазмотроны) и их применение  •   •   •   •   •   16

     Свойстваэлектронно-ионной плазмы  •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   16

     Принципустройства СВЧ плазмотронов•   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   17

     Примерыплазмотронов волноводного типа     •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   18

     СВЧплазменный источник возбуждения спектра    •   •   •   •   •   •   •   •   •   21

ИзлучателиСВЧ энергии  •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   22

Сублимационнаясушка    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   26

(Инновационнаячасть)

Примерыприменения СВЧ нагрева для приготовления пищи  •   •   •   •   28

     Приготовлениемяса     •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   28

     Размораживаниемяса, фруктов и овощей    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   28

     Торговыеавтоматы  •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   29

     Питаниев больницах   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   30

     СВЧпечи в быту  •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   30

     Рецепт:фаршированная лопатка ягненка •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   30

Защитаот СВЧ излучений     •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   31

(Заключение)

Заключение    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   33

Списоклитературы    •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   34