Jump to content

СВЧ vs ВЧ нагрев. Определение применимости


Recommended Posts

Здравствуйте уважаемые господа.

Прошу специалистов высказаться относительно применимости технологии нагрева ВЧ или СВЧ.

В специальной литературе и в интернете встречаются немало публикаций о подобного рода нагреве. Но, я не смог найти какого нибудь примера, который дал бы мне возможность сориентироваться относительно конкретной ситуации, а она отличается от стандартных примеров.

Итак, задача: необходимо нагреть материал от температуры 80 град. С до 160.  Материал представляет собой сечку обычной соломы пшеницы длинной 50-80 мм. Сечка имеет начальную влажность 300% (пропитана слабым водным раствором серной кислоты).  Давление в камере реактора 1МПа. 

У нас возникает несколько вопросов на которые мы не нашли ответов в литературе.

1. Какой из указанных выше видов нагрева применим в этом случае?

2. Если возможно применение СВЧ то, учитывая условия в реакторе, как подать волновую энергию в него?

С уважением,

Сергей. 

 

Link to comment
Share on other sites

Тут вопрос то тогда больше к специалистам по СВЧ нагреву, существует ли вообще такая технология и герметичные излучатели, работающие под давлением , ещё и в кислотной среде?

Link to comment
Share on other sites

Разработка преобразователей на основе карбид-кремниевых приборов с помощью симулятора SpeedFit 2.0

Компания Wolfspeed разработала бесплатный онлайн симулятор SpeedFit 2.0, позволяющий разработчикам быстро и всесторонне оценить параметры основных процессов, происходящих в силовой части импульсных преобразователей электрической энергии, и сравнить между собой различные варианты реализации поставленного технического задания.

Подробнее

17 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

В специальной литературе и в интернете встречаются немало публикаций о подобного рода нагреве.

Эээээ, а с микроволновкой вы не знакомы?

 

17 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

нагреть материал от температуры 80 град. С до 160. 

Во-первых, чем будет контролироваться температура? Особенно учитывая то, что СВЧ оказывает негативное влияние на электронику. Во-вторых, СВЧ греет материал крайне неравномерно, вспомните все ту же микроволновку. В-третьих, что мешает греть все это дело тем же теплым воздухом?

Link to comment
Share on other sites

Приглашаем на вебинар «Необычное в обычном. Сравнительный анализ современных решений Recom» (27.01.2022)

Приглашаем 27/01/2022 всех желающих посетить вебинар, посвященный двум наиболее растущим сегментам интегрированных источников питания – AC/DC малой мощности (1-20Вт) и сегменту решений PoL без изоляции. На вебинаре рассмотрим проблему выбора AC/DC в бюджетном сегменте и концепцию тестирования ускоренного старения, проведем сравнительный анализ подходов к интеграции AC/DC модулей. Сделаем обзор решений концепции POL с доисторических времен до современных технологий и средств для разработки и тестирования.

Подробнее

19 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

1. Какой из указанных выше видов нагрева применим в этом случае?

Чем меньше размер частицы объекта, тем выше должна быть частота. Для вашей нарезки соломы явно просматривается СВЧ, причём частотой выше, чем в микроволновке. Нагрев происходит наведёнными токами Фуко, поэтому сильно зависит от проводимости материала. То, что пропитано кислотой, это хорошо для увеличения проводимости, но есть и "подводные камни". С одной стороны, по мере высыхания материала, его проводимость уменьшается, и есть некоторая стабилизация температуры нагрева. С другой стороны, из-за неравномерного высыхания, будут места с большим локальным нагревом, так что от них возможно воспламенение высохшего рядом материала. Ещё больше этот эффект усугубляет скин-эффект - СВЧ поле не проникает глубоко в толщу материала. Возможно стоит посмотреть в сторону индукционного нагрева. Но тут надо набрать экспериментальных данных именно с этим материалом.

19 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

2. Если возможно применение СВЧ то, учитывая условия в реакторе, как подать волновую энергию в него?

Как обычно - излучателем-рупором. Раскрыв рупора должен быть закрыт радиопрозрачным материалом, выдерживающим давление в камере.

Но по совокупности условий, что вы озвучили, наверное оптимальным решением будет греть всю камеру, обычным проволочным нагревателем, намотанным по всей поверхности снаружи на камеру. Тогда даже датчик температуры внутри камеры может не потребоваться, достаточно контроля температуры поверхности камеры. Может быть даже вентилятор для равномерной циркуляции нагретого воздуха не потребуется. Любая электроника-механика внутри камеры с агрессивной средой под давлением - это всегда головная боль. Опытным путём можно будет подобрать оптимальный (по скорости) профиль нагрева, а перегрев материала (в том числе локальный), а тем более воспламенение, будут полностью исключены.

Да и если сделать хорошую теплоизоляцию всей установки снаружи, то и КПД такой установки просматривается явно выше, чем с радиочастотным нагревом. Для промышленных установок стоимость процесса - это важно. Ну а про разницу в надёжности и особенно стоимости вы и сами сообразите. Прикиньте, какая мощность нагрева вам требуется, а потом посмотрите стоимость СВЧ генераторов такой мощности. :) 

Хотя... Есть СВЧ установки для сушки древесины (доски и даже брёвна). А с другой стороны, подогрев стальных ёмкостей с пропаном под давлением делается именно наружным проволочным нагревателем...

Edited by Lexter
Link to comment
Share on other sites

Способы повышения КПД и удельной мощности инверторов для солнечных электростанций

Какую элементную базу выбрать для проектирования инверторов для солнечных батарей – новую карбид-кремниевую или традиционную кремниевую? Специалисты Infineon приходят к неожиданному выводу: традиционная кремниевая может помочь достичь КПД 99%. Но для этого следует применить сравнительно новую схему многоуровневого преобразования, которая может оказаться непростой для начинающего разработчика.

Подробнее

Разработка преобразователей на основе карбид-кремниевых приборов с помощью симулятора SpeedFit 2.0

Компания Wolfspeed разработала бесплатный онлайн симулятор SpeedFit 2.0, позволяющий разработчикам быстро и всесторонне оценить параметры основных процессов, происходящих в силовой части импульсных преобразователей электрической энергии, и сравнить между собой различные варианты реализации поставленного технического задания.

Подробнее

25.03.2021 в 17:11, Nikol@i_ сказал:

А паровые регистры не подойдут? Кстати Вы не сказали какая масса будет разогреваться.

Нет, не подойдут. Уже пробовали. Только мы использовали реактор с рубашкой. Продукты реакции за несколько минут отложились на его стенках снизив теплоотдачу до неприемлемого уровня.

25.03.2021 в 15:47, Lexter сказал:

Чем меньше размер частицы объекта, тем выше должна быть частота.

Это класическое условие из класического примера о которых я говорил в топике. Оно нам не подходит.

Что значит неравномерность прогрева я понимаю но каков диапазон этой неравномерности? Максимально допустимая температура процесса - 200-210 град. К тому же, я не уточнил  в задаче но, там идет проточный процес. При достижении рабочей температуры начинают виделятся продукты  реакции. Их необходимо как можно скорее  удалить из него. С этими продуктами естественно удаляется и влага. По условиям же влажность материала должна оставатся как указано в выше - 300% плюс минус 10 на всем  протяжении процесса. Поэтому мы подаем немного пара в реактор ориентируясь на количество удаленной из него влаги. При таких условиях перегрев все же возможен?

25.03.2021 в 12:54, paul-th сказал:

Тут вопрос то тогда больше к специалистам по СВЧ нагреву, существует ли вообще такая технология и герметичные излучатели, работающие под давлением , ещё и в кислотной среде?

Может подскажите где найти этих спецов? Где они гнездятся?

25.03.2021 в 14:01, Alhimik сказал:

встроить в ваш реактор несколько магнетронов, но контролировать равномерность нагрева будет проблематично

Как именно встроить? 

Link to comment
Share on other sites

27.03.2021 в 01:39, Serhii Chepurnyi сказал:

Может подскажите где найти этих спецов? Где они гнездятся?

В Самаре вроде как была контора по разработке пром. СВЧ нагревов.  Точных координат не знаю, не я занимался плотно с ними. И в том месте давно не работаю. На сколько помню, они занимались сначала заменой импортных магнетронов на наши, а потом делали адаптивную систему настройки магнетрона на канал без регулировки геометрии канала с обратной связью по мощности. Может что и путаю , давно это было.

Edited by paul-th
Link to comment
Share on other sites

28.03.2021 в 07:39, paul-th сказал:

В Самаре ...

Спасибо. Попробуем поискать. Хотя, мы уже обращались на ЗАО "НПП "Магратеп" во Фрязино. У них на сайте клич висит типа: "... обращайтесь к нам с любыми вопросами" и т.д. В реальности, когда они узнали что речь идет только об изучении применимости технологии нагрева, перестали отвечать на мейлы.  

Link to comment
Share on other sites

С СВЧ бесперспективно. Для разогрева 5 тонн материала потребуется огромная для СВЧ мощность - сам прикинь, в СВЧ-печке для разогрева 1 кг за 5 минут мощность магнетрона 800-1000 Вт, для 5 тонн - надо 4-5 МВт средней мощности, это сотни магнетронов по 10 кВт, стоимость одного  - 1500 у.е. Даже если время разогрева увеличить до часа и более, все равно десятки тысяч у.е. получится. Потом куча проблем добавится. СВЧ разогревает на небольшую глубину - несколько сантиметров, надо будет непрерывно субстрат перемешивать. Плюс СВЧ очень вредно для здоровья, камеру надо делать герметичной для радиоволн.

Отыщи всему начало, и ты многое поймешь!

Link to comment
Share on other sites

7 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

когда они узнали что речь идет только об изучении применимости технологии нагрева, перестали отвечать на мейлы.  

Очевидно, имелись в виду просто консультации по внедрению неких готовых решений из "портфеля" фирмы. А изучение новой области - это вложения средств и времени, с неизвестным результатом, такое не всякий потянет. В том числе, и не всякий заказчик захочет платить за эксперименты.

"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Link to comment
Share on other sites

4 часа назад, Dr. West сказал:

А изучение новой области - это вложения средств и времени, с неизвестным результатом, такое не всякий потянет.

Вы не поняли. :)Это фрязинцы не "не захотели изучать новую область", а поняли, что Все вопросы ТС-а - "чисто академический интерес", и ничего никому ни за что платить он не собирается. Да и вникать в тему собственно тоже. Поэтому с их стороны естественная реакция на отдельного индивидуума:

12 часов назад, Serhii Chepurnyi сказал:

когда они узнали что речь идет только об изучении применимости технологии нагрева, перестали отвечать на мейлы.  

"Узнали" они правда немного больше ... а они всё-таки серьёзные занятые люди, а не так, на форум по...ть зашли. :D

Edited by Lexter
Link to comment
Share on other sites

Да я то всё понял. Главное, чтобы до автора дошло - никто всерьёз не будет заниматься его вопросом за "просто так".

"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Link to comment
Share on other sites

Диэлектрики греют в ёмкостных ВЧ сушилках.Как то так:Тыц.

Не можешь-научим! Не хочешь-не надо!P.S. А достанешь-заБАНят!

Решительный шаг вперёд-как правило результат хорошего пинка сзади.

Не тратьте силы, возьмите молоток побольше!

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Сообщения

    • Чуть выше вы говорили что у вас один индикатор. Определитесь с начала какой именно общий анод или общий катод. Или хотите и тот и другой. Какое питание у контроллера? И если у вас два индикатора и динамическая индикация то ток через сегмент будет в два раза выше иначе упадет яркость. Соответственно для коммутации общих выводов ток соответственно будет ток сегмента умноженый на семь. Для комутации индикаторов  в любом случае потребуется транзистор. Если программу будете писать сами ставьте две MBI-ки и не мучайтесь. Будет все компактно и просто.  
    • Привет всем! Извиняюсь, совсем не видел ответов. Перемотал трансформатор с другим расчётом и другим проводом - теперь литц из жил 0,16мм на всех обмотках. Мотал под 4А/мм2. Индукция получилась 0,145T. Резонансная частота 89,1 кГц, максимальный Gain 1.3, m=5.55. Первичка 528 uH, индуктивность рассеивания 95 uH, делал с секционированием. Попробовал поменять выходные конденсаторы. Было 2 шт по 1800 реальных мкФ, LowESR, сейчас поставил один супер высокотоковый Epcos 1400 мкФ с ESR 3,5 мОм. Зашунтировал керамикой по 4,7 мкФ 50V - 5 штук. Добавил конденсатор на 1nF 2kV между горячей и холодной землёй. Поменял ключи в синхронном выпрямителе с IRL3705 (55V 86A 10мОм 3,6pF) на IPP032N06N3G (60V 120A 2.9мОм 10,6nF). Добавил дополнительно маломощные Шоттки между DS транзисторов (шунт внутреннего диода). В затворы воткнул по 3 Ом резистору. Замеры КПД и температур: Voltage: 27V; Current: 2A, 4A, 6A, 8A, 10A, 12A. Температура воздуха: 23С (без обдува и сквозняка); Замер и повышение нагрузки каждые 15 мин. 54W /// 59.76W = 90.88%  //  Mosfet 36   // Cap 29  //  Trans 42  //  FSFR 34  //  Bridge 30  //  Coil 34  //  PFC-Mos 31 108W / 116.30W = 92.86%  //  Mosfet 43  //  Cap 31  //  Trans 48  //  FSFR 38  //  Bridge 31  //  Coil 31  //  PFC-Mos 31 162W / 172.90W = 93.64%  //  Mosfet 51  //  Cap 39  //  Trans 50  //  FSFR 39  //  Bridge 36  //  Coil 36  //  PFC-Mos 35  216W / 229.75W = 94.02%  //  Mosfet 60  //  Cap 48  //  Trans 60  //  FSFR 46  //  Bridge 40  //  Coil 43  //  PFC-Mos 38 270W / 287.35W = 93.96%  //  Mosfet 69  //  Cap 52  //  Trans 80  //  FSFR 55  //  Bridge 45  //  Coil 45  //  PFC-Mos 43 324W / 345.80W = 93.70%  //  Mosfet 79  //  Cap 59  //  Trans 88  //  FSFR 65  //  Bridge 50  //  Coil 53  //  PFC-Mos 48 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- *Mosfet - радиатор выходных мосфетов SR *Cap - верхняя часть выходного конденсатора Epcos *Trans - самая горячая часть силового трансформатора - поверхность вторичной обмотки. *FSFR - радиатор контроллера LLC FSFR2100U *Bridge - радиатор входного моста *Coil - верхняя часть кольца APFC *PFC-Mos - радиатор мосфета и диода APFC ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- @sashka сделал для тебя замеры. Пульсации по большей части вызваны очень скромной ёмкостью корректора, всего 150 мкФ. Увы без сильных пульсаций на низкой нагрузке не получается (только если частоту не задрать), так что там работает пакетный режим. БП делается для светодиода, там мне не принципиальны пульсации такой величины.  
    • Дело не в мощности рассеяния. Была статья по реле, почему слаботочные плохо подходят для коммутации нагрузок УМЗЧ.
    • И такое бывает)  Пока ковырялся, нашёл ещё два битых резистора, в базах ВК. Но ТП всё равно не хочет выставляться. Сегодня после работы надеюсь добью его. Или выкину на фиг))))) 
    • @drubtsow зачем красить? для красоты?
    • @kurok а теперь правильно сформулируйте вопрос.
    • Я пробовал сверлить такими свёрлами - ломаются они очень быстро.  Только в хороший станочек их.  Ручной сверлилкой только переломать получится их быстро.  Крепкие они, но хрупкие
×
×
  • Create New...