СВЧ-технологии

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2010 в 19:15, реферат

Краткое описание

Технологическая обработка самых различных объектов почти всегда включает в себя термообработку и в первую очередь нагрев или сушку.
При традиционных способах нагрева и сушки (конвективном, радиационным и контактном) нагрев объекта происходит по поверхности. Если теплопроводность объекта низка, что имеет место у диэлектриков, то термообработка объекта происходит медленно, с локальным перегревом поверхности нагрева, отчего возможно подгорание этой поверхности, возникновение внутренних механических напряжений. Все это в конечном счете может привести к выходу объекта из строя.
Сверхвысокочастотным называется нагрев объекта энергией электромагнитного поля сверхвысоких частот. Электромагнитная волна, проникая в объект, взаимодействует с заряженными частицами. Совокупность таких микроскопических процессов приводит к поглощению энергии поля в объекте. Полное описание эффекта может быть получено лишь с помощью квантовой теории. Ограничимся учетом макроскопических свойств материальной среды, описываемых классической физикой.
В зависимости от расположения в них зарядов молекулы диэлектрической среды могут быть полярными и неполярными. В некоторых молекулах расположение зарядов столь симметрично, что в отсутствии внешнего электрического поля их электрический дипольный момент равен нулю. Полярные молекулы обладают некоторым электрическим дипольным моментом и в отсутствии внешнего поля. При наложении внешнего электрического поля неполярные молекулы поляризуются, то есть симметрия расположения их зарядов нарушается, и молекула приобретает некоторый электрический момент.
Под действием внешнего поля у полярных молекул не только меняется величина электрического момента, но и происходит поворот оси молекулы по направлению поля. Обычно различают электронную, ионную, дипольную и структурную поляризации диэлектрика. На СВЧ наибольший удельный вес имеют дипольная и структурная поляризации, так что выделение тепла возможно даже в отсутствии тока проводимости.
СВЧ устройства для технологических целей работают на частотах, установленных международными соглашениями. Для термообработки в диапазоне СВЧ наиболее часто используются электромагнитные колебания на частотах 433, 915, 2375 (2450) Мгц.
Если вместо традиционных способов нагрева использовать нагрев с помощью энергии СВЧ колебаний, то из-за проникновения волны в глубь объекта происходит преобразование этой энергии в тепло не на поверхности, а в его объеме, и потому можно добиться более интенсивного нарастания температуры при большей равномерности нагрева по сравнению с традиционными способами нагрева. Последнее обстоятельство в ряде случаев приводит к улучшению качества изделия.
СВЧ термообработка обладает рядом других преимуществ. Так, отсутствие традиционного теплоносителя обеспечивает стерильность процесса и безинерционность регулирования нагревом. Изменяя частоту, можно добиться нагрева различных компонентов объекта. СВЧ электротермические установки занимают площадь меньшую, чем аналогичные установки с традиционным энергоприводом, и оказывают меньшее вредное воздействие на окружающую среду при лучших условиях труда обслуживающего персонала.

Содержание

Введение 3
Особенности сверхвысокочастотной энергии 5
СВЧ-печи 7
СВЧ-размораживатели 7
СВЧ-сублиматоры 9
Испытание сверхвысокочастотных бытовых приборов 10
Заключение 14
Список используемой литературы 15

Вложенные файлы: 1 файл

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ.doc

— 73.50 Кб (Скачать файл)

1) по биологической, ценности мясо,  прошедшее СВЧ-обработку, практически  не  отличается  от продукта,  размораживание  которого получено традиционным путем;

2) по органолептическим  свойствам рыба, размороженная СВЧ-спс  собом, лучше рыбы, размороженной  традиционным способом.

     Влияние СВЧ-обработки на пищевые продукты, в том числе и н| витамины, является предметом достаточно сложных исследований. Так, проблема использования электромагнитных СВЧ-печей для размораживания овощей и фруктов, подвергнутых низкотемпературному замораживанию, недостаточно изучена и ограниченно освещена в литературе. Установлено, что размораживание в поле СВЧ-энергии приводит к меньшим потерям неорганических веществ. При традиционном способе размораживания часть минеральных веществ теряется вместе с вытекающей влагой. При СВЧ-размораживании потери влаги меньше и, как следствие, меньше потери неорганических веществ. 

СВЧ-сублиматоры

     СВЧ-сублиматоры  считаются одним из перспективных  видов бытовых приборов. Сублимированные продукты сохраняют не только питательные вещества гораздо лучше, чем сушеные или термообработанные, но и присущую им форму, цвет, запах. Упакованные в полиэтиленовую тару, сублимированные продукты могут храниться несколько лет в обычных условиях. Для восстановления сублимированного продукта достаточно его увлажнить, опустив в воду.

     Процесс сублимационной сушки продуктов  заключается в том, что испарение  влаги из продукта происходит после предварительного замо-раживания. К быстрозамороженному продукту при температуре —30°С или ниже подводят тепло или СВЧ-энергию. Происходит испарение (сублимация) влаги; находящейся в твердом состоянии (лед), без перехода в жидкое состояние.

     Конструктивно СВЧ-сублиматоры представляют собой  соединение морозильника и СВЧ-печи.  В камеру СВЧ-печи  вводят испаритель морозильника, позволяющий снизить  температуру в камере до — 30 °С.  В эту же камеру вводят СВЧ-энергию  от магнитронного генератора. Управляя температурой в камере, мощностью и временем работы магнитрона,   можно  обеспечить  оптимальный  технологический  режим   не только сублимации, но и приготовления пищи к заданному моменту времени без участия потребителя. Загрузив подготовленный к приготовлению продукт, охлаждают камеру, что позволяет хранить продукт в течение нужного времени. К заданному сроку, который устанавливают на пульте микропроцессорного управления сублиматором, включается СВЧ-генератор и продукт доводится до готовности. В этом отношении очень удобны замороженные продукты, изготовленные пищевой промышленностью.

     Объем производства замороженных продуктов (вторых блюд, мясных и овощных наборов, фруктов, ягод) будет постоянно увеличиваться, а использование их в быту значительно улучшит ассортимент, обеспечив этим рациональное питание (с позиций витаминности и калорийности) и сократив время для приготовления пищи. 

Испытание сверхвысокочастотных бытовых приборов

Испытания сверхвысокочастотных бытовых приборов имеют некоторые особенности, связанные с измерением СВЧ-мощности. Остальные параметры (потребляемая мощность, соответствие требованиям электробезопасности и др.) проверяют в соответствии с ГОСТ 14087—80.

Измерение СВЧ-мощности. Стандартным прибором сделать это не всегда удается. Поэтому заводы — изготовители СВЧ-печей рекомендуют принять калориметрический метод следующим образом.

1.Подготовить   печь  к  включению  согласно  руководству  по  ее эксплуатации  и поместить в рабочую камеру  печи кастрюлю из жаропрочного стекла объемом 1,5 л (РСТ УССР 473—72) с 0,001 м3 (I л) питьевой воды (ГОСТ 2874—82).

2.Подготовить  печь к включению, предварительно  замерив температуру воды, помещаемой в камеру печи.

3.Нажать кнопку  «сеть> на передней панели  печи.

4.Набрать на световом табло 3 мин 10 с, нажав сначала кнопку «быстро», а затем «замедл.».

5.Нажать кнопку  «жарить» («парить» или «размораживать»).

6.После окончания  работы таймера одну минуту  перемешивать воду в кастрюле  термометром, не касаясь стенок  и дна кастрюли. Измерить температуру, выключить печь.

7.Подсчитать  мощность в камере по формуле:

N=(T2-T1) (ρ1V1c1 + mc2)/t,

где T1— начальная температура воды, К; T2 — конечная температура воды, К; р — плотность воды, кг/м3, р=1000 кг/м3; V1, —объем воды, м3 ; c1— удельная теплоемкость воды, Дж/(кг *К), c1 =4190 Дж/(кг*К); m — масса кастрюли, кг; c2 — удельная теплоемкость кастрюли, Дж/(кг*К); с2 = 838 Дж/(кг-К), t — время нагрева, с.

     Функционирование  печи при отклонениях напряжения. Функционирование проверяют следующим образом.

1.Устанавливают  напряжение питания печи 198 В.

2.Определяют  мощность в рабочей камере  печи. Мощность в рабочей камере в режиме «жарить» (100% мощности в камере) должна быть не менее 450 Вт.

3.Устанавливают  напряжение питания печи 242 В.

4.Определяют мощность в рабочей камере печи, которая в режиме «жарить» должна быть не более 800 Вт.

     Проверка  плотности потока утечки электромагнитной энергии. Проверку производят измерителем плотности потока мощности типа ПЭ-9Р на расстоянии 0,5 м от поверхности печи. Для этого необходимо сделать следующее:

1) подготовить  измеритель плотности к включению и выключить согласно инструкции по эксплуатации;

2) подготовить  печь к включению; при проведении  испытаний по данной методике в печь поместить кастрюлю из жаропрочного стекла с 0,0002 м3  (0,2 л) воды;

3)нажать кнопку  «сеть» на   передней   панели   печи;

4)набрать на  световом табло 24 мин 30 с, нажав  сначала кнопку «быстро», а потом  «замедл.»;

5)нажать  кнопку  «жарить»; через  1  мин начать измерение утечки плотности потока      электромагнитной энергии;   каждые 2—3  мин необходимо менять воду; при замене  воды   печь  должна быть выключена;

6) в процессе  измерения в   каждой   точке   антенна должна поворачиваться  вокруг своей оси на угол  не менее  900 ; отсчет принимают максимальное показание прибора (измерителя); при измерении пространство вокруг печи на расстоянии не менее 2 м должно быть свободно от металлических конструкций;

7) выключить  печь.

     При проведении приемосдаточных испытаний  максимальную плотность потока утечки электромагнитной энергии замеряют путем перемещения антенны измерителя вдоль линии сопряжения дверцы с камерой печи и в плоскости смотрового окна дверцы и перпендикулярно нижней плоскости редуктора.

     При проведении периодических испытаний замер плотности утечки производится согласно рекомендациям Киевского научно-исследовательского института общей и коммунальной гигиены.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

     Измерение производится в четырех плоскостях: первая плоскость — на уровне верхней плоскости печи; вторая — на уровне полувысоты корпуса печи; третья — на уровне нижней плоскости корпуса   печи;   четвертая — плоскость   сопряжения  дверцы   с   камерой а также в центральной точке смотрового окна дверцы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

   Развитие  технического прогресса, новых технологий оказывает влияние на разработку новых современных бытовых машин  и приборов. Все больше и больше внедряется компьютерной технологии, передовых методов средств телекоммуникации, такие как Интернет и мобильная связь. В недалеком будущем как раз с помощью развивающейся телекоммуникации возможно будет управление современными бытовыми приборами из любой точки земного шара. Современные бытовые приборы должны стать действительно надежными помощниками человека в быту. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

1. Бондарь Е.С.  Современные бытовые электроприборы  и машины – М., Машиностроение, 1987. 

2. Привалов С.Ф.  Электробытовые устройства и  приборы – СПб., Лениздат, 1994.

Информация о работе СВЧ-технологии