Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Дунаева Татьяна Юрьевна. Обеспечение конкурентоспособности СВЧ электротермических установок и мероприятия по ее повышению на стадии проектирования и эксплуатации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.10 / Дунаева Татьяна Юрьевна; [Место защиты: ГОУВПО "Саратовский государственный технический университет"].- Саратов, 2010.- 190 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. Рынок технологического оборудования для термической обработки
диэлектрических сред и материалов
9

  1. Физические основы диэлектрического нагрева и области его применения 9

  2. ВЧ и СВЧ установки диэлектрического нагрева 13

  3. Технологические процессы и режимы работы, реализуемые в установках диэлектрического нагрева 17

  4. Критерии сопоставления электротехнологических и теплотехноло-гических установок для термообработки 23

2. Технико-экономическое сравнение различных типов установок тер
мообработки
27

  1. Особенности процессов термообработки 27

  2. Целевая функция технико-экономического сравнения 34

  3. Использование целевой функции для технико-экономического сравнения различных типов установок термообработки и создание единого алгоритма проектирования СВЧ электротермических установок 49

3. Технологические процессы и установки для термообработки диэлек
триков
55

3.1. Сушка пиломатериалов 56

3.1.1.Рабочие камеры СВЧ сушилок пиломатериалов 56

  1. Тепловые режимы СВЧ сушилки 67

  2. СВЧ сушилка пиломатериалов 71

  3. Альтернативные сушилки пиломатериалов 72

3.1.5.Технико-экономическое сравнение установок периодической

сушки пиломатериалов с разными способами энергоподвода. 78

3.2. Сушка сельскохозяйственной продукции 81

  1. Рабочие камеры СВЧ сушилок зерна 82

  2. Тепловые режимы СВЧ сушилки вертикального типа 86

  3. СВЧ сушилка зерна 92

  1. Альтернативные сушилки зерна 95

  2. Технико-экономическое сравнение зерносушилок с разными способами энергоподвода 99

3.3. Пастеризация жидких пищевых продуктов 101

  1. Рабочие камеры СВЧ пастеризаторов молока 102

  2. Тепловой режим работы камеры СВЧ пастеризатора 111

  3. СВЧ пастеризатор молока 115

  4. Альтернативные пастеризаторы молока 121

  5. Технико-экономическое сравнение пастеризаторов молока с разными способами энергоподвода 130

4. Методологические основы повышения конкурентоспособности СВЧ
электротермического оборудования
134

  1. Способы повышения конкурентоспособности СВЧ электротермического оборудования 134

  2. Технико-экономическая оптимизация структуры и параметров СВЧ электротермического оборудования 137

  3. Минимизация затрат на электроснабжение 144

  4. Повышение конкурентоспособности СВЧ электротермических установок путем решения проблемы ценообразования 169

  5. Технические и организационные мероприятия, повышающие эффективность СВЧ установки на стадии эксплуатации 172

Заключение 180

Литература 183

Приложение 1. Определение экономического эффекта от использо
вания различных установок термообработки 195

Приложение 2. Программа расчета кинетики сушки древесины в

СВЧ сушилке периодического типа 209

Приложение 3. Справки о применении результатов диссертаци
онной работы
212

Введение к работе:

Актуальность работы. Среди технологических процессов большое место занимает термообработка, в том числе диэлектриков. Термообработку диэлектриков можно осуществить как с помощью СВЧ диэлектрического нагрева, так и альтернативными способами.

Хорошо известны технологические преимущества СВЧ диэлектрического нагрева – равномерный по сравнению с другими способами объемный нагрев, более высокая скорость обработки. На сегодняшний день накоплен обширный опыт в проектировании СВЧ электротермических установок, в первую очередь в области методов расчета и математического моделирования этих процессов. В то же время при проектировании СВЧ электротермических установок практически не проводится сопоставлений с установками с альтернативными способами энергоподвода несмотря на то, что эти установки активно конкурируют между собой на рынке технологического оборудования. Между тем такое сопоставление позволило бы выявить те сегменты рынка технологического оборудования, в которых использование СВЧ установок было бы наиболее эффективным.

Для решения этой проблемы необходима четкая система приоритетов, в соответствии с которыми проводится выбор и конструирование установки. В качестве таких приоритетов могут выступать экономические критерии, как наиболее интересующие потенциальных покупателей таких установок.

Работы, посвященные технико-экономическим проблемам СВЧ электротермии, появились еще в прошлом десятилетии, что вызвано переходом к рыночной экономике. Значительные успехи в этой области достигнуты благодаря работам Ю. С.Архангельского, В. А. Воронкина, В. А. Толстова, Ю. И. Блинова и др.

Однако до сих пор технико-экономические расчеты в СВЧ диэлектрическом нагреве предлагалось проводить исключительно для оптимизации структуры СВЧ электротермических установок, то есть для решения частной задачи. В этой области хорошо известны работы Е. В. Колесникова и А. В. Доценко. Исследования в области изучения конкурентоспособности СВЧ электротермических установок по сравнению с альтернативными по способу энергоподвода до сих пор не проводились. А между тем эти проблемы особенно обострились в условиях экономического кризиса и зачастую ставят под угрозу само существование СВЧ электротермии.

Таким образом, изучение конкурентоспособности СВЧ электротермических установок и проблем ее повышения представляется актуальным. Решение указанных задач на стадиях проектирования и эксплуатации СВЧ установок позволит реализовать их технологические преимущества с обеспечением максимальной экономической эффективности этого вида оборудования.

Цель работы. Разработка методов, критериев оценки и путей повышения конкурентоспособности СВЧ электротермических установок на стадиях проектирования и эксплуатации.

Основные задачи исследования

  1. Разработать алгоритм проектирования СВЧ электротермических установок, включающий сравнительный анализ их конкурентоспособности на рынке технологического оборудования.

  2. Разработать методики оценочного расчета рабочих камер СВЧ электротермических установок, позволяющие определить основные технико-экономические параметры установок на этапе, предшествующем анализу их конкурентоспособности.

  3. Разработать мероприятия по повышению конкурентоспособности СВЧ электротермических установок и критерии для их оценки.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов работы. В работе использованы методология системных исследований, основы электродинамики СВЧ, теории тепломассопереноса в СВЧ электромагнитном поле, методы и средства математического моделирования технологических процессов и технико-экономического анализа. Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлены использованием широко апробированных и хорошо зарекомендовавших себя методов численного моделирования, соответствием результатов математического моделирования известным представлениям о процессах СВЧ термообработки.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Разработанный алгоритм проектирования СВЧ электротермической установки позволяет обеспечить ее конкурентоспособность.

  2. Методики оценочного расчета рабочих камер СВЧ сушилок пиломатериалов, зерна и пастеризаторов молока позволяют рассчитать параметры СВЧ электротермических установок и сопоставить их с параметрами альтернативных установок.

  3. Технико-экономические расчеты с использованием целевой функции сравнительного интегрального эффекта на стадии проектирования СВЧ электротермической установки дают возможность прогнозировать ее конкурентоспособность.

  4. Критерии относительного интегрального эффекта, относительных затрат на электроэнергию и относительной цены установки позволяют оценить результативность мероприятий по повышению конкурентоспособности СВЧ электротермической установки.

  5. Феноменологическая модель процесса СВЧ термообработки диэлектрика позволяет анализировать влияние параметров технологического процесса на энергопотребление установки.

    5

Научная новизна работы состоит в том, что впервые поставлена и решена задача обеспечения конкурентоспособности СВЧ электротермических установок на рынке технологического оборудования. В частности:

- разработаны методики оценочного расчета рабочих камер СВЧ сушилки пиломатериалов, зерна и пастеризатора молока;

- предложены мероприятия по улучшению технико-экономических показателей СВЧ электротермических установок на стадиях проектирования и эксплуатации в тех случаях, когда они не имеют преимущества перед альтернативными;

- на основе феноменологического подхода разработана математическая модель процесса периодической сушки диэлектриков, позволяющая исследовать кинетику сушки в зависимости от ее режимов и дающая возможность определить этапы сушки, на которых энергосбережение может быть реализовано с наибольшим эффектом.

Практическая полезность работы.

  1. Предложенный алгоритм проектирования СВЧ установки, включающий процедуры сравнения ее с установками с альтернативными способами энергоподвода и позволяющий повысить ее конкурентоспособность.

  2. Целевая функция технико-экономического сравнения установок термообработки диэлектриков с различными способами энергоподвода, позволяющая рассчитать сравнительный интегральный эффект на любом временном интервале.

  3. Результаты технико-экономического сопоставления СВЧ и конкурирующих установок для сушки пиломатериалов, зерна и пастеризации молока, показывающие перспективность использования СВЧ энергоподвода в выбранных отраслях.

  4. Способы повышения конкурентоспособности СВЧ сушилки при рациональном комбинировании СВЧ и конвективной составляющей сушки.

Реализация результатов. Исследования проведены на основании плана работы ведущей научной школы России НШ-9553.2006.8 (СГТУ).

Предложенные в диссертации методики технико-экономического сопоставления вариантов СВЧ электротермических установок с установками с альтернативными способами энергоподвода используются ООО ИТФ «Элмаш-Микро» при составлении и реализации перспективного плана разработок и закупок элементной базы СВЧ электротермических установок. Результаты проведенных в диссертации исследований обсуждены на семинарах лаборатории математического моделирования ОАО «НИИ Тантал» и признаны перспективными при разработке оборудования для СВЧ термообработки.

Результаты диссертационной работы используются при чтении курса лекций по дисциплине «Электротехнологические установки и системы» для студентов специальности 140605 – Электротехнологические установки и системы на кафедре «Автоматизированные электротехнологические установки и системы» СГТУ, а также «Современные проблемы электротехнических наук», «Эффективность электротехнологических установок и систем», «Применение СВЧ энергии в электротермических процессах» для обучающихся в магистратуре по направлению 140600.68 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Радиотехника и связь» (Саратов, 2004), ХХI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-21» (Саратов, 2008), XIV Международной зимней школе-семинаре по электронике и радиофизике сверхвысоких частот (Саратов, 2009), на научных семинарах кафедры «Автоматизированные электротехнологические установки и системы» СГТУ (2004 – 2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 работы в ведущих изданиях, рекомендованных ВАК России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 121 наименование, 3 приложений. Работа изложена на 215 страницах, содержит 49 рисунков, 21 таблицу.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net