close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

7460.Теория и математические методы анализа тепловых процессов при СВЧ обработке семян.

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ В.Я. ГОРИНА
С.В. ВЕНДИН
ТЕОРИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
АНАЛИЗА ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ
СВЧ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН
Монография
Москва; Белгород
2016
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 631.171:631.53.027.3:633/635
ББК 41.3
В 29
Редактор: С.А. Трищенко
Рецензенты: профессор, доктор технических наук А.Г. Пастухов
(Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени
В.Я.Горина);
профессор, кандидат технических наук А. А. Виноградов (Белгородский
государственный технологический университет имени В.Г. Шухова).
В 29
Вендин С.В.
Теория и математические методы анализа тепловых процессов при
СВЧ обработке семян : монография / С.В. Вендин. – Москва; Белгород:
ОАО «Центральный коллектор библиотек «БИБКОМ», 2016.- 143 с. –
ISBN 978-5-905563-56-0
В монографии изложены теория и математические методы анализа
процессов термической обработки семян в высокочастотном электромагнитном
поле.
Представлены решения задачи теплопроводности в многослойных средах
и рабочие математические модели, включающие исследование СВЧ нагрева
семян при дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции, а также
примеры применения результатов теоретических исследований для расчета
технологических и конструктивных параметров СВЧ оборудования.
Монография предназначена для научных и инженерно-технических
работников, преподавателей, аспирантов и студентов по специальности
«Электротехнологии и электрооборудование в АПК».
УДК 631.171:631.53.027.3:633/635
ББК 41.3
ISBN 978-5-905563-56-0
© Вендин С.В., 2016
© ОАО «ЦКБ «БИБКОМ», 2016
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ.
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
2.3.1
2.4
2.5
3
3.1
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ…………………..
Современные
технологические
приемы
дезинсекции,
дезинфекции и предпосевной обработки семян……………………
Специфические особенности применения электромагнитных
полей сверхвысокой частоты для дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной обработки семян……………………………………..
Физическая модель процесса термической обработки семян в
электромагнитном поле СВЧ………………………………………..
Выводы………………………………………………………………...
ТЕОРИЯ
И
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАГРЕВА СЕМЯН В ЭМП
СВЧ……………………………………………………………………
Общая постановка задачи……………………………………………
Решение задачи СВЧ нагрева одномерных многослойных
объектов………………………………………………………………
Решение общей краевой задачи уравнения теплопроводности для
одномерных
многослойных объектов при неоднородных
граничных условиях третьего рода………………………………….
СВЧ нагрев одномерных многослойных объектов при
стационарных неоднородных граничных условиях третьего рода
и независимости интенсивности поглощения СВЧ энергии от
времени………………………………………………………………..
СВЧ нагрев одномерных многослойных объектов при
стационарных неоднородных граничных условиях третьего рода
и при периодическом во времени поглощении энергии
(импульсный СВЧ нагрев)…………………………………………...
Рабочие формулы записи аналитического решения задач СВЧ
нагрева для многослойных сферических, цилиндрических и
плоскостных объектов……………………………………………….
Математическая модель исследования СВЧ нагрева при
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции………….
Экспериментальная проверка адекватности математической
модели СВЧ нагрева семени…………………………………………
Численный эксперимент и анализ СВЧ нагрева семени при СВЧ
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции
Выводы и технологические рекомендации…………………………
ПРИМЕНЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
И
КОНСТРУКТИВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ
СВЧ
ОБОРУДОВАНИЯ………………………………………………….
Определение режимных параметров термической СВЧ обработки
семян при недостатке исходных данных……………………………
Стр.
5
7
7
16
19
22
23
23
28
30
47
52
55
57
68
73
101
103
104
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2
3.3
3.4
3.5
Расчет технологических параметров при СВЧ обработке объема
семян в объемном резонаторе или в радиогерметичной камере
под излучателем………………………………………………………
Расчет технологических параметров при СВЧ обработке семян в
слое на конвейерной ленте под излучателем……………………….
Расчет основных технологических и конструктивных параметров
при СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия
резонаторного типа…………………………………………………...
Выводы………………………………………………………………..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………
106
108
111
121
122
124
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность производства продукции растениеводства во многом
определяется наличием высококачественного посевного материала и
сохранностью продукции в процессе хранения и переработки.
В силу ряда объективных обстоятельств, таких, как наличие естественных
вредителей и болезней растений, а также состояние физиологического покоя
семени в сельскохозяйственном производстве проводятся всевозможные
технологические операции дезинсекции, дезинфекции и предпосевной
стимуляции семян. В среднем, потери зерна только из-за вредных насекомых
составляют от 5 до 10%, а потери бобовых достигают 14-16%. Влияние
болезней растений и вредных микроорганизмов приводит к потере 15-20%
продукции, а иногда и к полному уничтожению урожая. Полноценные и
здоровые семена, находящиеся в состоянии физиологического покоя, могут
иметь на момент посева всхожесть в 1,5-2 раза ниже потенциальной, что
естественно ведет к потере урожая и сознательному завышению нормы высева
семян.
Существующие методы и технологические приемы дезинсекции,
дезинфекции и предпосевной стимуляции семян, основанные на применении
высокотоксичных химических препаратов, использовании гидротермической
обработки и т.д., связаны с большими затратами труда и низкой
технологичностью процесса обработки семян. Кроме того, прямым следствием
от применения ядохимикатов является загрязнение окружающей среды и
нарушение экологического равновесия в природе.
Поэтому научные исследования, направленные на разработку
эффективных, экологически безопасных и высокопроизводительных методов
повышения посевных качеств семян актуальны и имеют важное
народнохозяйственное значение.
Одним из перспективных направлений является использование
электрической энергии и электрофизических методов. Существенный вклад в
развитие науки по применению электроэнергии в сельскохозяйственном
производстве был сделан исследованиями М.Г.Евреинова, Г.И.Назарова,
И.А.Будзко, И.Ф.Бородина, Л.Г.Прищепа, И.И.Мартыненко, А.М.Басова,
Ф.Я.Изакова, И.Ф.Кудрявцева, А.М.Мусина, Г.Г.Рекуса, Д.С.Стребкова, М.С.
Левина, В.А.Воробьева, В.Т. Сергованцева, В.И.Тарушкина, В.Н.Шмигеля,
В.М.Гарбузова и др.
Особо следует выделить исследования, связанные с использованием
энергии электромагнитных полей радиочастотного (ВЧ, СВЧ) диапазона,
проводимые учеными МГАУ им. Горячкина (МИИСП), Челябинского ГАУ
(ЧИМЭСХ), Красноярского ГАУ, ВИЭСХ, ВНИПТИМЭСХ и др. и, в частности
работы исследователей И.Ф.Бородин, Л.Г.Прищеп, Ф.Я.Изаков, Г.А.Шарков,
Н.В.Цугленок, В.И.Шустов, В.И.Пахомов, С.А. Андреев, С.Г.Кузнецов, В.В.
Олоничев, А.Д.Горин, Б.Н. Полевик, А.А. Бабенко и др.
Анализ многочисленных научных исследований по использованию
электромагнитных полей радиочастотного диапазона для повышения качества
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
семян сельскохозяйственных культур (дезинсекция, дезинфекция, предпосевная
стимуляция) показывает, что, в основном они отражают результаты
экспериментальных исследований, что, несмотря на высокую эффективность и
многолетнюю апробацию новых методов в производственных условиях, на
настоящее время, практически нет серьезных теоретических разработок,
позволяющих качественно и количественно проанализировать процессы
обработки семян переменными электромагнитными полями с учетом
параметров ЭМП (интенсивность потока ЭМ энергии, напряженность ЭМП,
частота ЭМП, модуляция, экспозиция), параметров семян (электрофизические,
теплофизические) и окружающей среды. В связи с этим нет достаточной
ясности в вопросах выбора наиболее эффективных значений параметров ЭМП.
Различные мнения по данному вопросу носят хаотичный, а иногда и
противоречивый характер, гипотезы, основанные исключительно на
избирательном тепловом действии переменных электромагнитных полей,
подчас не находят экспериментального подтверждения, что, в конечном счете,
сдерживает совершенствование существенных и создание новых экологически
чистых технологий, методов и технических средств повышения качества семян
сельскохозяйственных культур посредством их обработки в электромагнитных
полях радиочастотного (ВЧ,СВЧ) диапазона.
Указанные пробелы в комплексе научных исследований по применению
ЭМП для обработки семян, а также необходимость разработки технических
средств для реализации технологий на основе использования энергии
электромагнитных полей легли в основу для написания данной монографии.
В настоящей работе рассмотрены теория и математические методы
анализа процессов термической СВЧ обработки семян, включающие
исследование СВЧ нагрева семян при дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной стимуляции, а также примеры применения результатов
теоретических исследований для расчета технологических и конструктивных
параметров СВЧ оборудования.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ
1.1.
Современные
технологические
дезинфекции и предпосевной обработки семян
приемы
дезинсекции,
Продуктивность семян зависит от многих составляющих, как от внешних
факторов (среды обитания и развития), так и от биологических качеств семян.
Многообразие этих факторов очень велико и, в разные периоды развития
растений, они оказывают различное воздействие на рост и созревание. Учесть
их все практически невозможно, но современная агрокультура имеет в своем
арсенале большое количество методов, препаратов, технологий, технических
средств и т.д. для целенаправленного воздействия на семя и среду его развития,
с целью получения стабильного урожая [1,8,10,11,12 и др.]. Собственно говоря,
сущность всех технологических приемов заключается в том, чтобы
нейтрализовать влияние одних факторов (отрицательных) и усилить влияние
других факторов (положительных).
В таблице 1.1. приведена группа физических и биофизических факторов,
определяющих репродуктивные качества семян сельскохозяйственных культур
в процессе производства продукции растениеводства. Содержание таблицы 1.1.
не претендует на полноту классификации и не стремится раскрыть механизм
действия каждого их факторов, но дает наглядное представление об их
многообразии, тем более что многие из них имеют непосредственное
отношение к научным исследованиям, изложенным в данной работе.
Таблица 1.1 - Классификация наиболее существенных физических и
биофизических факторов, определяющих репродуктивные качества семян
сельскохозяйственных культур в процессе производства продукции
растениеводства
Общая классификация
Наименование факторов
1. Внешние физические воздействия
Электромагнитная
(солнечная)
энергия,
температура, влажность среды, газовый
состав среды и т.д.
2. Биофизические свойства семян
Гигроскопичность,
влагопоглотительная
способность, физикомеханческие свойства
оболочки семян (твердость, газо- и
водопроницаемость) и т.д.
3. Естественные биологические процессы Дозаривание, старение, физиологический
свойственные семенам
покой и т.д.
4. Семена как среда для жизнедеятельности Концентрация в семенах белков, жиров,
микроорганизмов, насекомых вредителей и углеводов, витаминов, воды и др. веществ,
т.д.
устойчивость семян к поражению патогенной
микрофлоры, вредными насекомыми и т.д.
Операции предпосевной стимуляции и дезинфекции, как правило,
проводятся перед посевом и могут быть объединены в одну группу методов
подготовки семян к посеву.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рисунке 1.1. приведена классификация методов подготовки семян к
посеву, позаимствованная из работы [9]. Условно эти методы можно разделить
на биологические, химические и физические.
Рисунок 1.1 - Методы подготовки семян к посеву (дезинфекции, предпосевной
стимуляции)
Состояние биологического покоя семян (будь то послеуборочный покой
обусловленный процессом дозаривания семян и формированием зародыша
семени [13], или глубокий органический покой – может сохраняться в течении
нескольких лет, обусловленный как наличием толстой водонепроницаемой
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
оболочки, так и химической связью ферментов роста [13.16,18 и др.]) может
быть нейтрализовано внешним раздражителем, вызывающим переход в
свободное состояние особых групп ферментов увеличивающих проницаемость
клеточных мембран и запуск механизма размножения и деления клеток [13,17].
Причем диапазон воздействия может быть от слабых, действующих на
информационном уровне биопотенциалов семян, до ударных шоковых
[3,19,20].
Биологические методы предпосевной стимуляции семян заключаются в
замачивании семян в различных растительных экстрактах богатых витаминами
группы В, а также окислительно – восстановительными и гидролитическими
ферментами [21,22,23 и др.]
Недостатками биологических методов являются: низкая технологичность;
сложность процесса получения стимулирующих веществ; неодинаковая
реакция семян ввиду их разнокачественности; необходимость проведения
рекогносцировочных опытов по определению оптимальных доз при обработке
больших партий семян.
Химические методы предпосевной стимуляции семян заключаются в
обработке семян различными химическими препаратами – регуляторами роста.
Ингибиторами, микроэлементами и их солями [12, 13, 24-34 и др].
Недостатками химических методов предпосевной стимуляции является то, что
химические препараты содержат соли тяжелых металлов, которые токсичны, не
разлагаются в природе и губительно действуют на животных и человека.
Физические методы предпосевной обработки семян классифицируются
на: физико – механические; термические; радиационные; магнитные;
фотоэнергетические; электрофизические.
Физико – механические методы предпосевной стимуляции семян
включают:

барботирование (обработка семян в воде кислородом или воздухом
при температуре 20 ± 2 оС) [35-41 и др.];

ультразвуковую обработку семян в воде [42-46 и др.];

скарификацию (нарушение целостности оболочки семени) [47].
К недостаткам физико-механических методов предпосевной стимуляции
семян следует отнести: длительность процесса обработки; необходимость
последующей сушки семян; низкая технологичность и трудоемкость процесса.
Термические методы предпосевной стимуляции семян включают:

стратификацию (выдерживание семян при определенной
температуре в течение длительного времени) [48 и др.];

обработку семян паром [20];

воздействие на семена переменными температурами [19, 49-51].
Недостатками термических методов являются: длительность обработки от
нескольких недель до нескольких месяцев; необходимость строго
поддерживать заданную температуру.
Радиационные методы предпосевной стимуляции семян заключаются в
обработке семян ионизирующими излучениями [52-56 и др.].
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фотоэнергетические методы (ФЭМ) предпосевной стимуляции семян
включают:

обработку семян концентрированным светом [57 и др.];

обработку семян импульсным концентрированным солнечным
светом (ИКСС) [58 - 60 и др.];

обработку семян импульсным высокочастотным электрическим
светом [61,62 и др.];

лазерную обработку семян.
Недостатком ФЭМ предпосевной стимуляции семян является низкая
производительность.
Весьма перспективным является способ предпосевной стимуляции семян
в постоянном магнитном поле (ПМП), но к сожалению он не нашел еще
достаточно широкого применения [12,66-67 и др.]
Электрофизические
способы
предпосевной
стимуляции
семян
разделяются на:

обработку семян постоянным электрическим током [68,69];

обработку семян в поле коронного разряда [70-76 и др.];

обработку семян электромагнитными полями низких, средних и
высоких частот [77-80 и др];

обработку семян электромагнитной энергией инфракрасного и
ультрафиолетового спектров [81-83];

обработку семян электромагнитными полями сверхвысокой
частоты [84-95 и др.].
Следует сказать, что из всех перечисленных электрофизических способов
предпосевной стимуляции семян, благодаря наличию определенных
преимуществ и достоинств, о которых будет указано ниже в пункте 1.2.,
наибольшие перспективы в производственном плане имеет способ обработки
семян электромагнитными полями сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).
Современные методы дезинфекции семян при подготовке их к посеву, как
и методы предпосевной стимуляции, можно классифицировать на
биологические, химические и физические.
Биологические методы дезинфекции семян заключаются в обработке
семян веществами, подавляющими рост микроорганизмов и убивающими их
[11].
Химические методы дезинфекции включают обработку семян
химическими веществами, губительно сказывающимися на патогенной
микрофлоре [11,12,31,32,96,97].
Основным недостатком химических методов дезинфекции является
отрицательное воздействие на окружающую среду, животных, человека,
нарушение экологического баланса в природе.
Физические методы дезинфекции семян включают:

воздушную высокотемпературную обработку семян [98];

гидротермическую обработку семян [96].
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Недостатками указанных термических методов является: низкая
технологичность, длительность обработки, необходимость длительного
подсушивания семян (после гидротермической обработки семян).
Электрофизические методы дезинфекции заключаются в обработке семян
электромагнитными полями высокой (ВЧ) и сверхвысокой (СВЧ) частот [8,99101 и др].
Для борьбы с насекомыми вредителями семян и зерна также разработан
ряд мероприятий и технологических приемов дезинсекции.
Условно их можно разделить на профилактические и истребительные.
Профилактические мероприятия заключаются в создании определенных
условий, благоприятных для семян и неблагоприятных для жизнедеятельности
насекомых [102-106 и др.], соблюдение санитарного режима, ликвидации
резерваций, предупреждение расселения вредителей, подготовке технической
базы к приему семян (зерна).
Истребительные
мероприятия
предусматривают
использование
различных средств и способов борьбы с насекомыми. На рисунке 1.2.
приведена классификация истребительных методов борьбы с такими опасными
насекомыми и вредителями, как гороховая и фасолевая зерновки. Отметим, что
все указанные методы, в полной мере, могут быть отнесены и к методам
борьбы с насекомыми вредителями зерновых культур.
За исключением агротехнических [107-111 и др.] методов (посев
незараженными семенами, раздельная технология уборки, лущение и зяблевая
вспашка после уборки и т.д.) и биологических [112-113] методов
(использование естественных врагов насекомых, выведение сортов устойчивых
к поражению насекомыми и т.д.). Представленные на рисунке 1.2. методы
относятся к послеуборочной обработке и к истребительным мероприятиям в
период хранения.
По принципу действия истребительные методы борьбы с насекомыми и
вредителями в послеуборочный период и во время хранения разделяют на
химические и физические.
Химические методы дезинсекции семян являются основными и
предусматривают обработку объема семян в помещениях или емкостях
различными фумигантными пестицидами (ядохимикатами) [108, 111, 114-117 и
др.].
К недостаткам химических методов дезинсекции следует отнести:

необходимость обеспечения достаточной герметичности в
помещениях или емкостях, где проводится обработка семян;

сложность поддержания нужной концентрации препаратов для
полной гибели насекомых;

простой предприятий в период газации и дегазации;

загрязнение зерна и окружающей среды ядохимикатами;

опасность для здоровья людей;

развитие устойчивости насекомых к инсектицидам (так, если в 1953
году норма внесения 12 % дуста Гексохлорана составляла 1-1,65 кг/т, то уже в
1975 году доза увеличилась до 20 кг/т (III);
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

однократная химическая обработка, как правило, не обеспечивает
100 % смертность насекомых, но часто приводит к снижению всхожести (в
среднем на 4 %).
Рисунок 1.2 - Методы борьбы с насекомыми – вредителями (дезинсекции)
Физические методы борьбы с насекомыми вредителями можно разделить
на физико-механические, термические, воздействие ионизирующими
излучениями электрофизические.
Физико-механические методы предусматривают отделение пораженных
вредителями семян от непораженных, с последующей ликвидацией зараженной
части семян. Основу метода составляет то, что пораженные вредителями
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
семена теряют массу и их можно разделить по удельному весу, например, на
пневмостолах или концентрированных растворах солей [107]. Недостатки:
трудоемкость процесса, малая производительность, необходимость сушки
семян после разделения в растворах солей.
Термическая дезинсекция основана на чувствительности насекомых к
изменению температуры окружающей среды. Различают термическую
дезинсекцию двух типов: воздействие низкими температурами [119] и
высокотемпературное воздействие [120].
Насекомые являются пойкилотермными организмами, т.е. имеют
непостоянную температуру тела. Для разных видов насекомых существуют
оптимальные температуры окружающей среды, наиболее благоприятные для
развития, но, в основном, они находятся в диапазоне 15-38 0С [103, 120].
При понижении температуры окружающей среды в организме насекомые
все физиологические процессы замедляются, наступает холодовое оцепенение,
а при длительном воздействии низких температур у некоторых насекомых
происходят необратимые процессы, приводящие к их гибели. Недостатками
дезинсекции холодом [103,109, 119, 121, 122] являются: трудоемкость процесса,
невозможность использования для семенных фондов, неприменим к насекомым
с высокой сопротивляемостью холодом (гороховая зерновка).
При превышении порога, оптимальных для развития данного вида
насекомых температур, у насекомых наступает «тепловое оцепенение», но
сохраняется жизнеспособность, если убрать температурное воздействие. При
слишком сильном превышении температуры, за пределы физиологических
возможностей наступает гибель насекомых из-за необратимых изменения в
результате перегрева и свертывания белков [120].
Методы высокотемпературной дезинсекции [107,120,123] эффективны
при обеззараживании зерновой массы во взвешенном состоянии, но мало
эффективны при использовании шахтных сушилок и поэтому широкого
распространения не получили. Кроме того, высокотемпературная дезинсекция
не применима к зернобобовым, т.к. интенсивные режимы воздействия горячим
воздухом вызывают растрескивание эндосперма, что снижает их стойкость к
хранению и приводит к потере семенных качеств [124].
Методы борьбы с насекомыми вредителями с использованием энергии
ионизирующих излучений разделяют на: лучевую стерилизацию насекомых и
воздействие с летальным эффектом.
Метод лучевой стерилизации [125-129] основан на стерилизующем
действии радиации. Облучение насекомых приводит к тому, что нормальные
особи при спаривании с стерильными не дают потомства – отложенные яйца
насекомых оказываются нежизнеспособными, снижается численность
естественной популяции.
Метод радиационной дезинсекции с летальным эффектом [14, 130-137 и
др.] заключается в сокращении продолжительности жизни насекомых,
подвергавшихся воздействию ионизирующих излучений, т.к., при поглощении
энергии ионизирующих излучений происходит ионизация и возбуждение
атомов и молекул живой материи, что влечет за собой разрыв молекулярных
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
связей, изменение химической структуры различных соединений, расщепление
воды на водород и гидроксильную группу и т.д.
Недостатками радиационной дезинсекции является: высокая стоимость
оборудования, которая может быть оправдана при обработке больших партий
зерна (на портовых элеваторах, перевалочных пунктах); невозможность
применения для дезинсекции семенных фондов; облученные особи живут до
нескольких недель и санитарным службам необходимо различать стерильных и
способных к размножению насекомых.
К электрофизическим методам борьбы с насекомыми вредителями
следует отнести: применение оптического, ультрафиолетового и инфракрасного
излучения; воздействие разрядами высокого напряжения; применение
электромагнитных полей средних, высоких и сверхвысоких частот.
Излучения оптического и ультрафиолетового диапазонов применяются, в
основном, для изучения популяций и борьбы с вредителями садов [138-139 и
др.] и не могут быть использованы для дезинсекции семян и зерна.
Метод дезинсекции инфракрасными лучами [40,141 и др.] основании на
поглощении различными тканями насекомого и зерна энергии инфракрасного
излучения, что приводит к их нагреву. Недостатки: малая проникающая
способность
инфракрасного
излучения;
низкая
производительность;
ограниченности применения для крупно-семенных культур, особенно при
скрытых фазах развития вредителей.
Использование разрядов высокого напряжения [141,143 и др.] было
исследовано для борьбы с насекомыми вредителями, обитающими на
поверхности почвы. Для дезинсекции семян и зерна этот метод не применялся.
Работы по применению электромагнитных полей или радиоволн для
борьбы с насекомыми вредителями, как в нашей стране, так и за рубежом, были
начаты еще в конце 20-х и начале 30-х годов [144,145,146 и др.]. Проводимые в
дальнейшем исследования, согласно [147], разделились на исследования
поискового характера о влиянии радиоволн на насекомых, применение ЭМП в
борьбе с вредителями древесины, вредными почвенными насекомыми,
уничтожение вшей и их яиц в одежде, исследования над насекомыми
вредителями складского зерна. Было замечено, что при определенных дозах,
воздействие электромагнитными полями приводит к гибели насекомых не
нанося вреда живым растениям и различным растительным продуктам и
материалам, облучающимися вместе с насекомыми [146].
По современным понятиям [1], гибель биообъектов растительного и
животного происхождения и микроорганизмов происходит в результате
денатурации белка из-за нагрева диэлектрических веществ в электромагнитном
поле при темпах нагрева 0,5 – 0,8 0С/с и при удельной мощности 0,09 – 0,3
кВт/кг, а при увеличении темпа нагрева до 1,2 – 1,6 0С/с в результате
диэлектрического разрушения клеток живой ткани. Наряду с нагревом, под
действием электромагнитного поля ряд исследователей наблюдали различные
биологические явления, названные нетепловыми эффектами [148]. Однако
различить эти особенности электромагнитного воздействия очень трудно.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Исследования по использованию электромагнитных волн для борьбы с
насекомыми вредителями зерновых запасов проводились, как у нас в стране,
так и за рубежом, начиная с конца 20-х годов. За это время были изучены
особенности воздействия электромагнитного поля на вредных насекомых в
широком диапазоне частот (от 1 – 2 МГц до 27 МГц) и напряжении поля (до 8
кВ/см) [147,149,150 и др.]. В основном эти работы касались разработки способа
борьбы с насекомыми вредителями пшеницы, риса (долгоносики, клещи). В
результате проведенных исследовании было выявлено, что эффективность
воздействия на насекомых колеблется в зависимости от таких факторов, как
частота поля, напряженность поля в зоне обработки, время воздействия,
ориентация насекомых относительно силовых линий напряженности
электрического пол, высота организации нервной системы организма, возраста
насекомого, расположения вредителя внутри зерновой массы или на ее
поверхности, диэлектрические параметры зерновой массы.
В отношение наиболее эффективной длины волны или частоты
электромагнитного поля в литературе существуют различные мнения.
Большинство исследователей [147,149 и др.] считают, что длинноволновый
диапазон не пригоден для промышленной технологии обработки зерна, мало
пригоден также и средневолновый диапазон. Другие автора [150] считают, что
именно средневолновый диапазон (частота 1-2 МГц) имеет ряд преимуществ по
сравнению с дезинсекцией при помощи ультравысоких частот.
Что касается значения напряженности электромагнитного поля в зоне
обработки и времени воздействия, то, в случае, почти все исследователи
подтверждают повышение эффективности воздействия с увеличением этих
факторов.
Многие авторы [151, 152] указывают на существенное значение
ориентации насекомого по отношению к силовым линиям напряженности
электрического поля. Отмечено, что гибель насекомых наступала быстрее при
совпадении длинной оси тела с направлением силовых линий, а при
перпендикулярном расположении оси тела гибель наступала позже.
Во многих работах [142,147,149,152 и др.] имеются данные о том, что
более централизованная нервная система наиболее чувствительна к
электромагнитному воздействию и, что гибель более высоко развитых
организмов (взрослые насекомые, куколки, личинки) наступает раньше, чем
будет убит зародыш зерна – низший организм. В исследованиях [147]
приводятся данные о том, что внутри зерна долгоносики погибают скорее, чем
на его поверхности и в более толстом слое зерна смертельная доза во времени
сокращается. Однако в работе [153] имеется информация, что гибель личинок,
куколок и амбарного долгоносика наступала скорее не в зерне, а вне его и в
более влажном зерне легче, чем в менее влажном. В то же время, некоторые
авторы [154] приводят сведения, что
с увеличением влажности зерна
возрастает значение экспозиции, смертельной для долгоносиков.
Несмотря
на
отмеченную
всеми
авторами
перспективность
использования электромагнитных полей для дезинсекции зерна от насекомых
вредителей, к сожалению, до настоящего времени не создано промышленных
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
установок данного типа. Только в работе [149] упоминается о создании
полупроизводственной высокочастотной установки по системе поточной
обработки зерна в коротковолновом (КВ) и ультракоротковолновом (УКВ)
диапазонах на базе двухтактного лампового генератора. Видимо, одним из
основных факторов, сдерживающих разработку установок промышленного
типа, явились низкая надежность и малый ресурс работы ламповых
генераторов, высокие затраты электроэнергии на обработку.
Эффективность применения ЭМП СВЧ для защиты семян и зерна от
насекомых вредителей подтверждается многочисленными исследованиями, как
у нас в стране, так и за рубежом [156,157,158,159 и др.], а также
непосредственными исследованиями автора [160-163 и др.].
1.2. Специфические особенности применения электромагнитных
полей сверхвысокой частоты для дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной стимуляции семян
Литературный обзор современных методов и технологических приемов
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции семян (п. 1.1.)
показывает, что перспективным направления для решения рассматриваемых
проблем является разработка технологий на основе использования энергии
электромагнитных полей сверхвысокой частоты. Причем СВЧ обработка
применима, как при дезинсекции, дезинфекции, так и при предпосевной
стимуляции семян.
В чем же состоит секрет больших возможностей СВЧ метода? Полного
ответа на данный вопрос наука не дала и по настоящее время. Однако
существуют достаточно серьезные исследования, в которых имеется научное
объяснение феномена электромагнитного поля СВЧ [84, 164-167 и др.].
Так, согласно работам [84, 165-176] предпосевная стимуляция семян
объясняется реакцией последних на внешний раздражитель, если
интенсивность его действия превышает определенное пороговое значение. СВЧ
энергия, подведенная к семенам, приводит в действие пусковой механизм
реакций, которые проходят далее в клетках семян за счет их собственных
энергетических ресурсов. После СВЧ воздействия отмечается увеличение числа
свободных радикалов (неспаренных электронов), что приводит к изменению
проницаемости биомембран, бурному развитию окислительных реакций,
усилению образования и активизации ферментов, увеличение интенсивности
дыхания, синтеза нуклеиновых кислот и белков темпов деления клеток, что
способствует выходу семян из состояния покоя, активизации роста.
Кроме того, одно из специфических особенностей предпосевной СВЧ
обработки семян является время прошедшее от обработки до посева – срок
отлежки. Влияние срока отлежки на эффективность СВЧ обработки семян
исследовалось в работах [6,8]. При этом достоверно было установлено, что при
подготовке семян к посеву с использованием ВЧ и СВЧ энергии оптимальный
срок периода «обработка-посев» для овощных культур 2-5 дней, для зерновых
культур 20-23 дня. При увеличении срока отлежки эффект СВЧ воздействия
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
снижается, но надо также учитывать, что повторная СВЧ обработка будет
менее эффективна, чем первая.
Технология СВЧ дезинфекции семян, согласно [8, 99], в простейшем
случае заключается в предварительном поверхностном увлажнении
зараженных семян с последующим термическим обеззараживанием СВЧ
энергией. Физическая сущность метода в работе [8] объясняется следующими
моментами: вода, как полярный диэлектрик, обладает диэлектрической
проницаемостью, обусловленной поляризацией двух типов – электронным
смещением (без потерь) и ориентацией диполей (связанной с поглощением
подводимой энергии). Каждый полярный диэлектрик имеет свою резонансную
частоту, которая соответствует возникновению аномальной дисперсии,
сопровождающейся сильным поглощением электрической энергии, т.е. на
определенной частоте тангенс диэлектрических потерь tgδ максимален. Далее,
по утверждению автора, указывается, что в диапазоне часто 106 – 1010Гц
неполярные диэлектрики, например сухое зерно, ведут себя как прозрачная
среда, т.е. не поглощает электрическую энергию. Тангенс потерь воды равен
0,95 и он примерно в 600 раз больше, чем сухого зерна пшеницы (0,0016).
Таким образом, при кратковременном увлажнении семени, вирусы, грибки и
бактерии (в силу большой влагопоглатительной способности) быстро
впитывают воду и при помещении их в электромагнитное поле поглощают
основную часть энергии и в результате избирательного нагрева инактивируют
(гибнут). Температура семян при этом повышается незначительно.
Следует сказать, что изложенное выше обоснование и гипотеза
механизма СВЧ дезинфекции исключительно за счет термических аспектов не
объясняет многих интересных научных результатов по «сухой» СВЧ
дезинфекции [100,101]. Кроме того, вызывает сомнение гипотетическое
предположение об избирательности поверхностного нагрева в таких малых
частицах как семена и микроорганизмы. Для ясности необходимы рабочие
модели количественной оценки термических аспектов процесса с учетом
электрофизических и теплофизических свойств. И еще необходимо отметить,
что
предположенная
гипотеза
не
учитывает
важный
фактор
электродинамического действия ЭМП СВЧ на микроорганизмы.
Становится, очевидно, что, несмотря на хорошие экспериментальные
результаты, для понимания сущности методов СВЧ дезинфекции и расширения
его возможностей в научном и практическом плане необходим строгий
качественный научный и количественный анализ процесса с учетом, как
электродинамических, так и термических сторон СВЧ воздействия.
Эффективность СВЧ дезинсекции, по мнению многих исследователей
[1,144 и др.] объясняется тепловым действием, вследствие нагрева
диэлектрических веществ в переменном электромагнитном поле. При этом
упоминается об избирательном нагреве жировых и липидных тканей
насекомого по сравнению с семенем.
В тоже время многочисленные экспериментальные данные показывают,
что эффективность воздействия на насекомых зависит от частоты ЭМП,
напряженности ЭМП в зоне обработки, времени воздействия, ориентации
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
насекомых относительно силовой линии напряженности электрического поля,
высоты организации нервной системы, возраста насекомого, влажности зерна и
т.д. Причем встречаются диаметрально противоположные мнения о наиболее
предпочтительных значениях параметров воздействия. Все это затрудняет
развитие метода СВЧ дезинсекции семян и сдерживает его широкое внедрение
в с.-х. производство. Поэтому для разрешения возникающих противоречий и
предположений необходимо строгое научное исследование процесса,
позволяющее качественно и количественно оценить значимость параметров
СВЧ воздействия и состояния семян (влажность, степень зараженности и т.д.) в
эффективности борьбы с насекомыми вредителями, имеющими очень высокую
чувствительность к электромагнитным полям [3].
Следующим важным моментов является техническая реализация СВЧ
технологий дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции семян. Как
показывает обзор литературы (1,8,33,157-159 и др.), конструктивно СВЧ
устройство для обработки семян разделяются на четыре принципиальных
технических решения:

обработка семян в резонаторной камере периодического действия;

обработка потока семян в объемном проходном резонаторе;

периодическая обработка слоя семян под излучателем в
радиогерметичной камере;

обработка слоя семян под излучателем на конвейерной ленте.
В связи с этим, возникает ряд технических задач, требующих
конструктивного решения: обеспечения равномерности СВЧ обработки семян,
обеспечение высокой производительности, повышение эффективности
использования СВЧ энергии и увеличение срока службы оборудования за счет
согласования СВЧ генератора с нагрузкой (обрабатываемыми семенами).
На основании приведенного анализа современных методов, а также
специфических особенностей применения ЭМП СВЧ выделим основные
преимущества СВЧ метода по сравнению с традиционными способами
обработки семян:

СВЧ метод является универсальным, т.е. может быть использован
как при дезинсекции, дезинфекции, так и при предпосевной стимуляции семян.
Следовательно,
возможно
создание
единого
специализированного,
унифицированного оборудования, реализующего все указанные технологии;

СВЧ метод является экологически чистым, не оказывает вредного
воздействия на окружающую среду;

СВЧ воздействие безинерционно, что очень важно при управлении
процессов обработки семян;

СВЧ
метод
технологичен
с
позиций
регулировки
производительности, механизации и автоматизации процесса обработки семян,
позволяет максимально снизить затраты ручного труда.
Кроме того, положительным моментом перспективности разработки СВЧ
технологий является также наличие широкой сети предприятий оборонного
комплекса, занимающихся вопросами разработки и производства технической
базы СВЧ устройств. Поэтому при грамотной доработке и при наличии
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
финансирования возможно быстрое внедрение СВЧ технологий в
сельскохозяйственное производство.
В заключение следует отметить, что конечным результатом научных
исследований, представленных в данной работе, является создание
унифицированных специализированных СВЧ комплексов по обработке семян (с
различной модификацией по производительности), которые с большей
эффективностью могут быть внедрены, как в крупных коллективных
хозяйствах, так и в мелких фермерских хозяйствах.
В тоже время, сельскохозяйственному производителю для получения
стабильного результата необходимо поставлять оборудование с учетом
специфики биообъекта (электрофизических и теплофизических свойств) и его
реакции на биотропные факторы электромагнитного поля (интенсивность
потока энергии, частота, напряженность поля, модуляция, поляризация,
экспозиция), проявляющиеся в тепловом и специфическом нетепловом
эффекте. И, поскольку ответы на данные вопросы, согласно литературному
обзору, носят хаотичный, а иногда и противоречивый характер, необходим
единый научный комплексный подход, необходима разработка теории и
математических методов, позволяющих качественно и количественно
проанализировать процесс СВЧ обработки семян применительно к технологиям
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции семян с учетом
электродинамических
термических
аспектов,
необходим
анализ
экспериментальных результатов с целью выявления технологических
рекомендаций, анализ существующих и разработка наиболее эффективных
технических средств, анализ технико-экономической эффективности и
обоснованности применения СВЧ технологий для конкретного потребителя (с
учетом объема производства, сроков обработки, финансовых возможностей и
т.д.).
1.3. Физическая модель процесса термической обработки семян в
электромагнитном поле СВЧ.
В целом анализ современных технологических приемов дезинсекции,
дезинфекции и предпосевной стимуляции семян и специфических особенностей
применения ЭМП СВЧ показал, что, несмотря на многочисленные
экспериментальные результаты, необходимо проведение комплексных
исследований с разработкой физических и математических моделей и
соответственно методов анализа, позволяющих качественно и количественно
оценивать эффективность воздействия, что даст возможность прогнозировать
ожидаемый результат и повысит надежность технологического процесса.
Эффективность теории и математических моделей, в практическом
приложении, во многом определяется корректностью предлагаемой физической
модели и, следовательно, физическая модель должна отражать в себе основную
суть исследуемой технологии. Так проблема дезинсекции семян бобовых,
например дезинсекция гороха от гороховой зерновки, состоит в том, чтобы
уничтожить вредителя (насекомое), находящегося в межзерновом пространстве
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
или внутри семени. Характерное расположение гороховой зерновки показано
на рис.1.3. [103,107].
1 – личинка; 2 – куколка, взрослое насекомое.
Рисунок 1.3 - Гороховая зерновка в горошине
В общем случае процессы дезинсекции, дезинфекции, так и при
предпосевной стимуляции семян ЭМП СВЧ предусматривают СВЧ обработку
объема (в камере) или слоя (под излучателем) семян (рис.1.4.).
а)
б)
а) обработка объема семян: 1 – источник СВЧ энергии, 2 – объем семян, 3
– камера взаимодействия.
б) обработка слоя на движущейся конвейерной ленте: 1 – источник СВЧ
энергии; 2 – слой семян; 3 – излучатель.
Рисунок 1.4 - Основные принципиальные технические приемы СВЧ
обработки семян
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Однако эффективность СВЧ обработки семенной массы (объема, слоя)
будет определяться эффективностью СВЧ обработки каждого семени в
отдельности. Поэтому целесообразно рассмотреть процессы происходящие при
СВЧ воздействии на единичном семени, полагая, что семенная масса является
совокупностью отдельных семян. И если техническая (аппаратурная)
реализация процесса СВЧ обработки семян позволяет обеспечить одинаковые
условия по всему объему семенной массы, то результаты, полученные для
единичного семени вполне могут быть применимы для всей массы семян в
обрабатываемом объеме или слое.
В связи с этим, поскольку эффективность СВЧ обработки семян, видимо,
будет определяться результирующим действием электродинамического и
термического факторов, для определения режимов технологических приемов и
способов СВЧ обработки семян, а также для расчета основных параметров
оборудования необходимо проведение теоретических и экспериментальных
исследований, включающих анализ напряженности ЭМП и анализ СВЧ нагрева
в семени. Безусловно, реальные объекты (семена, насекомые и др.) отличаются
по форме от классических объектов (шар, цилиндр и др.) для которых
разработаны математические методы анализа. Однако для качественного и
количественного анализа процесса допустимы некоторые упрощения
физической модели, позволяющие применить известные теоретические методы.
Тогда физическая модель для процессов термической СВЧ В общем
случае процессы дезинсекции, дезинфекции, так и при предпосевной
стимуляции, с определенными допущениями, может быть представлена в виде
объекта, состоящего из внутреннего шара (вредителя) и внешнего шарового
слоя (семени) со своими физическими параметрами (рис. 1.5.).
1 – внутренняя шаровая область, 2 – внешний шаровой слой
Рисунок 1.5 - Физическая модель семени для процессов термической СВЧ
дезинсекции, дезинфекции, предпосевной стимуляции
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В данном случае физические свойства внешнего шарового слоя будут
определяться физическими параметрами семени, свойства внутреннего шара
будут определяться физическими параметрами личинки насекомого. Отметим,
что, по мнению многих исследователей [144,146,147 и др.] при анализе
напряженности ЭМП и при анализе СВЧ нагрева в качестве физических
параметров личинки насекомого следует использовать физические параметры
жировой ткани.
Необходимо заметить, что изложенное выше обоснование и физическая
модель пораженного вредителем семени, с позиций теоретического анализа
процессов термической СВЧ обработки семян является универсальной, т.к.
процессы дезинфекции и предпосевной стимуляции могут быть представлены
частными случаями рассматриваемой физической модели (размеры вредителя
равны нулю, тонкая внешняя шаровая оболочка с параметрами, отличными от
параметров внутреннего шара и т.д.).
1.4. Выводы.
1. Обработка семени энергией электромагнитных полей СВЧ является
одним из перспективных методов для реализации технологий дезинсекции,
дезинфекции, и предпосевной стимуляции.
2. Для практической реализации СВЧ технологий в с.-х. производство
необходим единый комплексный научный подход, включающий разработку
теории и математических методов, анализ экспериментальных результатов,
оценку существующих и разработку новых технических средств, анализ
технико-экономической эффективности и обоснованности применения СВЧ
энергии для процессов дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции
семян с учетом конкретных производственных условий.
3. При разработке математических моделей исследования процессов
термической СВЧ дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции
семян общая физическая модель семени представляется в виде объекта,
состоящего из внутреннего шара и внешнего шарового слоя со своими
физическими параметрами.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. ТЕОРИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОЦЕССА НАГРЕВА СЕМЯН В ЭМП СВЧ
2.1. Общая постановка задачи
Особенности СВЧ обработки семян в процессах дезинсекции,
дезинфекции и предпосевной стимуляции заключаются в том, что ткани семени
и насекомого относятся к классу диэлектриков с малыми потерями,
следовательно в электромагнитном поле СВЧ будет происходить их нагрев.
СВЧ мощность, поглощаемая в единице объема, определяется в соответствии с
формулой [187]:
2
(2.1)
P  2f 0 E tg , Вт
Где f, |E| - соответственно частота ЭМП и модуль напряженности
электрического поля в объекте; ε0, ε, tgδ - соответственно диэлектрическая
постоянная, относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла
потерь материала.
Поэтому для анализа процессов СВЧ обработки семян, определения
технологических режимов и требований к оборудованию необходимо
исследование СВЧ нагрева.
В целом, как уже указывалось в п.1.3, необходимо рассматривать СВЧ
обработку (СВЧ нагрев) объема или слоя семян. В тоже время, технологически
процесс СВЧ обработка семян предусматривает СВЧ обработку некоторого
объема, состоящего из семян и воздушной среды. Однако эффективность
термической обработки семян в ЭМП СВЧ будет определяться эффективностью
СВЧ обработки каждого семени. Поэтому результаты, полученные для
отдельного семени, при соблюдении одинаковых условий СВЧ обработки по
всему объему (слою) могут быть применены к семенной массе.
Справедливость такого подхода при анализе СВЧ нагрева семян
объясняется еще и тем, что скорость СВЧ нагрева, в основном, определяется
величиной удельной поглощаемой в единице объема СВЧ мощности и для
воздушно-семенной среды - соответственно в единице объема семени
(воздушная среда в ЭМП СВЧ не нагревается). Иначе говоря, СВЧ нагрев
воздушно-семенной среды будет определяться СВЧ нагревом той части объема,
которую занимают семена а, следовательно величиной удельной поглощаемой
в единице объема каждого семени СВЧ мощности. Следовательно результаты,
полученные для отдельного семени при соблюдении равных условий СВЧ
обработки по всему объему семян могут быть применимы ко всей семенной
массе.
Следующим важным моментом является то, что занимаемый семенами
объем VC в данном объеме воздушно-семенной среды V0 связаны между
собой физической плотностью семян ρ и объемной плотностью среды ρV:
V  V0v /  , м3
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тогда величина средней удельной поглощаемой в единице объема семени
СВЧ мощности может быть определена по формуле:
PV  Pm , м3
где Pm - величина средней удельной поглощаемой в единице массы
воздушно-семенной среды СВЧ мощности, Вт/кг.
В общем случав кинетика СВЧ нагрева материалов, имеющих некоторый
процент влага., описывается системой дифференциальных уравнений с учетом
массопереноса и фазовых превращений [192, 213]. Однако при определенных
условиях, с некотором степенью погрешности, кинетика СВЧ нагрева может
быть оценена на основе решения общего дифференциального уравнения
теплопроводности Фурье [193, 194].
T(r, t )
q(r, t )
 a 2 T(r, t ) 
t
c
(2.2)
где а, ρ, с - соответственно коэффициент температуропроводности,
плотность и коэффициент теплоемкости объекта; r – пространственная
координата; t, дT(r,t) - время и температурное поле; q(r,t) - количество
теплоты, выделяемое внутренними источниками теплоты в единице объема
2
тела за единицу времени;  - оператор Лапласа.
При этом суммарная погрешность расчетной модели может быть
обусловлена общим вкладом зависимости теплофизических характеристик от
температуры, влажности и затратами энергии на фазовые превращения
(удаление влаги). Вполне вероятно, что когда температуры нагрева и время
обработки (СВЧ воздействия) не велики и, когда фазовые превращения
(испарение влаги) происходят на свободной поверхности объема погрешность,
вносимая указанными факторами будет не существенна и модели, полученные
на основе решения общего дифференциального уравнения теплопроводности
Фурье, могут быть применимы для расчета кинетики нагрева при термической
обработке семян в электромагнитном поле СВЧ.
Поэтому необходима оценка возможной погрешности расчетных моделей
на основе уравнения теплопроводности, вносимой затратами энергии на
фазовые превращения (испарение влаги).
В целом, если пренебречь потерями теплоты в окружающую среду,
количество СВЧ энергии подведенной к объекту будет расходоваться на
изменение его температуры и испарение свободной воды
Q  QT  Qu
где ∆Q - количество подведенной к объекту (за счет СВЧ нагрева)
энергии, Дж;
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
∆QT = mc∆T
- количество теплоты расходуемое на повышение
температуры объекта (Дж), где m, c, ∆T - соответственно масса (кг),
коэффициент теплоемкости (Дж/кг°К) и приращение температуры объекта (°С);
∆Qu = r* ∆u - количество теплоты расходуемое на испарение воды в
*
объекте (Дж), где r – коэффициент удельной теплоты парообразования
(Дж/кг), ∆u - количество испаренной влаги (кг).
Тогда погрешность, вносимая фазовыми превращениями при СВЧ
нагреве семян фактически будет определяться величиной:
χ = 100 ∆Qu /∆Q,
%
Экспериментальные исследования по СВЧ нагреву семян гороха в
диапазоне относительной влажности от 13 до 20% приведенные в работе [ ]
показали, что, в среднем, величина χ не превышает 3% при влажности семян
13% и не превышает 5,5% при влажности семян 20%. Характерные зависимости
χ показаны на рис.2.1. Следовательно с практической точки зрения вполне
допустима оценка кинетики СВЧ нагрева семян при дезинсекции, дезинфекции
и предпосевной стимуляции на основе решения общего дифференциального
уравнения теплопроводности Фурье. Исключение из анализа влияния фазовых
превращений (процесса испарения воды) приводит к погрешности не более
10%.
1- влажность семени 13%; 2- влажность семени 20%.
Рисунок 2.1 - Зависимость возможной погрешности расчетов СВЧ нагрева
семян при дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции без учета
потерь энергии на испарение влаги
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Pисунок 2.2 - К расчету СВЧ нагрева и охлаждения семени.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Конкретная форма решения уравнения теплопроводности, используемая в
практических расчетах, будет определяться физической и математической
моделью процесса. В тоже время следует отметить, что решение задач
теплопроводности для объектов сложной формы представляет определенные
технические трудности. Однако в некоторых случаях, например, когда
изменение теплофизических параметров вдоль линейных размеров
незначительно, а форма объектов близка к классической (шар, цилиндр и т.д.)
вполне допустимы некоторые упрощения, позволяющие сделать корректную
математическую постановку с использованием известных теоретических
методов анализа.
Тогда на основании изложенного в п.1.3. физическая модель при
термической СВЧ обработке семян с целью их дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной стимуляции может быть представлена в виде объекта,
состоящего из внутреннего шара (вредителя) и внешнего шарового слоя
(семени) с соответствующими теплофизическими характеристиками ρ1, с1, λ1
ρ2, с2, λ2, как показано на рис. 2.2. Кроме того, в силу малых размеров объекта
(3…7х10-3м) теплофизические параметры семени и вредителя достаточно
полагать хотя и различными, но постоянными и однородными по всему
занимаемому ими объему. При этом, согласно [144, 147] для внешнего
шарового слоя можно использовать параметры семени, а для внутреннего шара
теплофизические характеристики жировой ткани.
Предложенная физическая модель для анализа СВЧ нагрева при СВЧ
дезинсекции является наиболее общей для процессов СВЧ обработки семян, так
как решение, полученное для объекта такой формы, может быть применимо к
процессам СВЧ дезинфекции и предпосевной обработки (предельные случаи –
размеры внутреннего шара равны нулю, тонкая внешняя шаровая оболочка и т.
д.).
Таким образом для аналитического описания процессов термической
СВЧ
обработки
семян
необходимо
получить
решение
общего
дифференциального уравнения теплопроводности Фурье на двухслойном
сферическом объекте. Следует сказать, что до настоящего времени не
существует точного общего решения этого уравнения для многослойных
объектов с произвольными начальными и граничными условиями. Однако на
практике объемные задачи теплопроводности без большой погрешности могут
рассматриваться
как
одномерные
задачи,
хорошо
согласуясь
с
экспериментальными данными.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2. Решение задачи СВЧ нагрева одномерных многослойных
объектов
Как указывалось ранее (п.2.1), для аналитического описания процессов
термической СВЧ обработки семян, в общем случае, необходимо получить
решение дифференциального уравнения Фурье на двухслойном сферическом
объекте и, что на практике объемные задачи теплопроводности могут
рассматриваться
как
одномерные
задачи,
хорошо
согласуясь
с
экспериментальными данными.
Решение задач теплопроводности в многослойных объектах представляет
интерес не только для процессов термической СВЧ обработки семян На
практике довольно часто можно встретить случаи, когда для расчета
температурных режимов необходимо решение задач теплопроводности в
многослойных объектах (обогреваемые полы и стены в в теплицах, расчет
температурной устойчивости изоляции проводов, расчет температурных
режимов работы электродвигателей (нагрев обмоток) и т.д.). И, кроме того,
многие задачи могут рассматриваться как одномерные (сферический,
цилиндрический, плоский случаи).
В общем случае математическая постановка одномерной задачи
теплопроводности для многослойных объектов определяется следующей
системой дифференциальных уравнений:
Ti (r , t )
q (r , t )
,
 ai 2Ti (r , t )  i
t
i ci
(2.3)
xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
при
где аi, сi ρi - соответственно коэффициенты температуропроводности,
теплоемкости и плотность i-го слоя; Ti (r ,t) - температурное поле i -го слоя;
x0, xn - соответственно координаты нижней и верхней геометрической
(свободной) поверхности объекта; qi (r ,t) - количество теплоты, выделяемое
внутренними источниками теплоты в единице объема i -го слоя за единицу
времени.
При СВЧ нагреве величина qi (r ,t) определяется количеством теплоты,
которое выделяется в единице объема тела вследствие диэлектрического
нагрева [187] в соответствии с формулой (2.1).
Будем полагать также, что объект является изотропным, т.е.
электрофизические и теплофизические параметры в каждом слое постоянны и
однородны по всему занимаемому ими объему.
Отметим, что для корректной математической постановки краевой задачи
уравнения теплопроводности (2.3) следует определить начальные и краевые
(граничные ) условия [194].
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В общем случае начальное распределение температурных полей в каждом
слое имеет вид:
(2.4)
Ti (r ,0)  fi (r ) ,
i = 1, 2,…n,
где fi
(r), - некоторая функция.
Граничные условия на свободных поверхностях r = xo ,r = xn
определим как граничные условия третьего рода, полагая, что граничные
условия первого и второго рода могут быть представлены как частные случаи
граничных условий третьего рода.
В таком случае согласно[194] запишем:
T1(r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 1(t )
1
 1

r  r  x0
Tn (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 2 (t )
2
 n
r  r  xn
(2.5)
Граничные условия сопряжения температурных полей и тепловых
потоков на границах раздела слоев в общем виде определяются следующими
выражениями:
Ti (r , t )  Ti 1(r , t ) r  xi
(2.6)
i
Ti (r , t )
T (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
i = 1, 2,…n-1,
где λi - теплопроводность i- го слоя.
Таким образом выражения (2.3)-(2.6) представляют математическую
постановку общей краевой задачи уравнения теплопроводности для
одномерных многослойных объектов при неоднородных граничных условиях
третьего рода и, следовательно, общую математическую постановку для
расчета температурных полей при СВЧ нагреве одномерных многослойных
объектов» Различные конкретные задачи СВЧ нагрева могут быть рассмотрены
как частные случаи общего решения уравнения (2.3) при начальных и краевых
условиях (2.4)-(2.6).
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2.1. Решение общей краевой задачи уравнения теплопроводности
для одномерных многослойных объектов при неоднородных граничных
условиях третьего рода
В научной литературе известны работы посвященные решению
нестационарной теплопроводности для многослойной пластины [195, 196], для
трехслойного цилиндра [194], а также общее решение однородной задачи в
случае одномерного поля [288].
К сожалению, предложенная в работах [195, 196] операторная форма
решения не может быть использована в практических расчетах из-за
технических трудностей перехода от изображений к оригиналу. Полученная
методом Фурье [288] форма решения также мало пригодна для практических
расчетов ввиду технических трудностей определения коэффициентов при
наличии 3-х и более слоев в объекте.
Кроме того, в литературе практически не встречается решение краевой
задачи уравнения теплопроводности для многослойных объектов при наличии
внутренних источников теплоты.
Поэтому рассмотрим решение общей краевой задачи уравнения
теплопровдности для одномерных многослойных объектов при неоднородных
граничных условиях третьего рода, основная суть, которого, изложена в
работах автора [197, 198, 199].
Математическая постановка рассматриваемой задачи полностью
определяется системой уравнений (2.3), (2.4)-(2.6). Отметим, что в соответствии
с принципом суперпозиции решений дифференциальных уравнений [175, 194],
решаемая задача может быть расчленена (редуцирована) на более простые
задачи. Число возможных комбинаций достаточно велико и определяете
конкретным видом граничных условий и функций источников теплоты. В
общем случае решение задачи целесообразно представить в виде суммы
частных решений:
Ti (r , t )  wi (r , t )  ui (r , t )  vi (r , t ) ,
(2.7)
Причем функции, wi (r,t) являются решением следующей однородной
задачи с ненулевыми начальными условиями и однородными граничными
условиями третьего рода:
wi (r , t )
 ai 2wi (r , t ) ,
t
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n
wi (r ,0)  fi (r ) ,
i = 1, 2,…n
w1(r , t ) 

w
(
r
,
t
)

h
0
1
 1

r  r x0
(2.8)
(2.9)
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
wn (r , t ) 

w
(
r
,
t
)

h
0
2
 n
r  r  xn
(2.10)
wi (r , t )  wi 1(r , t ) r  xi
(2.11)
i
wi (r , t )
w (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
i = 1, 2,…n-1
Функции ui (r,t) являются решением неоднородной задачи о нулевыми
начальными условиями и однородными граничными условиями:
ui (r , t )
q (r , t )
,
 ai 2ui (r , t )  i
t
i ci
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
ui (r ,0)  0
i = 1, 2,…n,
(2.12)
(213)
u1(r , t ) 

u
(
r
,
t
)

h
0
1
 1
r  r x0
un (r , t ) 

u
(
r
,
t
)

h
0
2
 n

r  r  xn
(2.14)
ui (r , t )  ui 1(r , t ) r  xi
(2.15)
i
ui (r , t )
u (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
i = 1, 2,…n-1.
Функции vi (r,t) являются решением однородной задачи с нулевыми
начальными условиями и неоднородными граничными условиями:
vi (r , t )
 ai 2vi (r , t )
t
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
(2.16)
vi (r ,0)  0
i = 1, 2,…n.
(2.17)
v1(r , t ) 

v
(
r
,
t
)

h
 1(t )
1
 1
r  r  x0
vn (r , t ) 

v
(
r
,
t
)

h
 2 (t )
n
2


r  r  xn
(2.18)
vi (r , t )  vi 1(r , t ) r  xi
(2.19)
i
vi (r , t )
v (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
i = 1, 2,…n-1.
Используя метод разделения переменных и суперпозиций частных
решений Фурье[175] функции wi (r,t) представим в виде:
wi (r , t )  i (t ) Fi (r )
(2.20)
Тогда система дифференциальных уравнений (2.8) получает вид:
i (r , t ) 1
1
 ai 2Fi (r )
 k 2
t
i (t )
Fi (r )
(2.21)
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
где k - постоянная разделения.
Выражение (3.21) разделяется на два дифференциальных уравнения:
i (t )  k 2i (t )  0
(2.22)
k2
 Fi (r ) 
Fi (r )  0
ai
2
Отсюда получаем:
i (t )  exp( k 2t )
(2.23)
Функции Fi(r) определяются решениями второго уравнения системы
(2.22) и могут быть получены в виде:
Fi (r )  ci1Y1(kr / a i )  ci 2Y2 (kr / ai )
Таким же образом они представлены в работе [288]. Однако
целесообразно представить следующим образом:

Fi (r )  Ai Y1(kr / a i )  BiY2 (kr / ai )
где Ai,
Вi

Fi(r)
(2.24)
- постоянные коэффициенты.
Положим μi
= k/√ai
тогда функции принимают вид:
Fi (r )  Ai Y1(i )  BiY2 (i )
(2.25)
С учетом (2.20) и (2.23) граничные условия (2.10) записываем следующим
образом:
F1(1x0 )  h1F1 (1x0 )  0
Fn (n x0 )  h2 Fn (n x0 )  0
(2.26)
а условия сопряжения (2.11) принимают вид:
Fi (i xi )  Fi 1(i 1xi )
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
i Fi(i xi )  i 1Fi1(i 1xi )
i = 1, 2,…n-1.
(2.27)
Тогда в соответствии с граничными условиями (2.26) и решением (2.25)
получаем систему уравнений для расчета постоянных Ai, Вi
A1Y1(1x0 )  B1Y2 (1x0 )  h1 A1Y1(1x0 )  B1Y2 (1x0 )  0
………………………………………………………………
…
Ai Y1(i xi )  BiY2 (i xi )  Ai 1Y1(i 1xi )  Bi 1Y2 (i 1xi )  0
i Ai Y1(i xi )  BiY2 (i xi ) 
(2.28)
 i 1 Ai 1Y1(i 1xi )  Bi 1Y2 (i 1xi )
i = 1, 2,…n-1
………………………………………………………………
…
An Y1(n xn )  BnY2 (n xn )  h2 An Y1(n xn )  BnY2 (n x0 )  0
В соответствии с (2.28) для коэффициентов Ai
1,2,3…n) имеют место реккурентные соотношения:
B1 
(i = 2,3…n), Bi (i=
Y1(1x0 )  h1Y1(1x0 )
Y2 (1x0 )  h1Y2 (1x0 )
Y1(i xi 1 )
Y ( x )  Bi 1Y2 (i 1xi 1 )
 i 1 1 i 1 i 1
Y1 (i xi 1 )
Y1 (i 1xi 1 )  Bi 1Y2 (i 1xi 1 )
Bi 

Y2 (i xi 1 )
Y1(i 1xi 1 )  Bi 1Y2 (i 1xi 1 )
i
 i 1
Y2 (i xi 1 )
Y1 (i 1xi 1 )  Bi 1Y2 (i 1xi 1 )
(2.29)
i

(2.30)
Y1 (i xi 1 )
Y2 (i xi 1 )
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
i = 2,3,…n.
i
Ai  Ai 1Zi  A1  Z k
(2.31)
k 2
Zi 
Y1(i 1xi 1)  Bi 1Y2 (i 1xi 1)
Y1(i xi 1)  BiY2 (i xi 1)
(2.32)
i = 2,3,…n
2
Постоянная разделения k определяется в соответствии с граничными
условиями при r = xn И представляет систему собственных значений согласно
уравнению:
Y1(n xn )  h2Y1(n xn )  BnY2 (n xn )  h2Y2 (n xn )  0
Или при γ
= μnxn = kxn√an
Y1( n )  h2Y1(  n )  Bn Y2 ( n )  h2Y2 (  n )  0 (2.33)
γ = γm, m= 0,1,2,….
В таком случае полная система решений» удовлетворяющих (2.8)-(2.11)
может определяться как сумма бесконечного ряда:

w1(r , t )   A1m Y1(1m r )  B1mY2 (1m r ) exp(  21m a1t )
m 0

wi (r , t ) 
где μ im
2

(2.34)

 Aim Y1(imr )  BimY2 (imr )exp( 2 im ait )
m0
i = 2,3,…n
= γ man/(aix n)
2
2
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Можно доказать, что условие ортогональности собственных функций
Fi(μim r) для данного класса задач имеет вид:
x
i i
  G(r ) Fim (imr ) Fil (il r )dr  0 ,при m≠l
i 1 ai x
n
i 1
(2.35)
x
n
i i
  G(r ) Fim (imr ) Fil (il r )dr   J 2i , при m=l
i 1 ai x
i 1
n
i 1
i= 1,2,..n
где
J
2
i

 i
ai
xi
2
G
(
r
)
F
im (im r ) dr

xi 1
i = 1,2,…n,
G(r) - весовая функция. Условия ортогональности собственных функций
для многослойных объектов, приведенные в работе [288], отличаются от
выражения (2.35) лишь формой записи.
Тогда в соответствии с начальными условиями (2.9) коэффициент A1m
определяется следующим образом:
A1m
где
 n  xi
 n
i

 
G (r ) wi (r ,0) Fim (imr )dr  /  J 2i

i 1 ai xi 1
 i 1
(2.36)
F1m (1mr )  Y1(1mr )  B1mY2 (1mr )
 i


Fim (imr )    Z k   Y1(imr )  BimY2 (imr )
k  2 
i = 2,3,…n
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
J
i

 i
ai
xi
 G(r ) F
2
im (1m r ) dr
xi 1
Таким образом функции wi(r,t) однозначно определяются выражениями
(2.29)-(2.34), (2.36) и.имеют вид:
wi (r , t ) 

 A1m Fim (imr ) exp( 2imait )
m 0
Определение функций ui(r,t) может быть осуществлено различными
способами. Рассмотрим некоторые из них [175, 194, 200].
а). Определение функций ui(r,t) в форме бесконечного ряда по
собственным функциям однородной задачи.
Решение для функций ui(r,t) будем искать в форме ряда по собственным
функциям
Fi (i r ) т.е
ui (r , t ) 
где -t - параметр.
Представим функцию
функциям
Fi (i r ) :

 um (t ) Fim (imr ) ,
m 0
qi(r,t)/ρiсi
также в виде ряда по собственным
qi (r , t ) 
qi (r , t ) 
где
(2.37)
qi (r , t )
i ci

(2.38)
 qm (t ) Fim (imr )
m0
 n  xi
 n
i

q m (t )   
G (r )qi (r , t ) Fim (im r )dr  /  J 2i

i 1 ai xi 1
 i 1
(2.39)
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Это вполне допустимо, т.к. функции Fim (imr ) удовлетворяют
условию ортогональности (2.35). Подставим формально искомое решение
ui(r,t) в исходное уравнение (2.12). В таком случае с учетом (2.38) имеем

 um (t ) Fim (imr )  aium (t )2 Fim (imr )  qm (t ) Fim (imr )  0
m0
(2.40)
Учитывая, что
преобразуется к виду
2 Fim (imr )  2im Fim (imr )
выражение (2.40)
 Fim (imr )um (t )  2imaium (t )  qm (t )  0

(2.41)
m 0
Последнее уравнение (2.41) удовлетворяется, если все коэффициенты в
скобках равны нулю, т.в.
 (t )  2imaium (t )  qm (t )  0
um
Так как по условию ui (r,0) = 0, то, um(0)
решением уравнения (2.42) являются функции вида:
(2.42)
= 0.
В таком случае
um (t )  exp( 2imait )  q m (t ) exp( 2imait )dt
При замене неопределенного
коэффициенты um(t) принимают вид:
um (t )  exp( 
2
интеграла
(2.43)
(2.43)
определенным,
t
2
im ai t )  qm ( ) exp(  im ai )d
0
Таким образом для искомых функций
выражения:
ui(r,t)
(2.44)
имеем следующие
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
t


2
2
ui (r , t )   exp(  im ait )  qm () exp(  im ai )d Fim (im r ) 
m 0 

0

t

    qm () exp(  2im ai )d Fim (im r ) exp(  2im ait )
m  0 0


(2.45)
б). Определение функций
ui(r,t)методом
Гринберга Г.А. Представим
искомое решение в виде разложения по собственным функциям
ui ( r , t ) 
где
Fim (imr )

 Bm (t ) Fim (im r )
(2.46)
m0
 n  xi
 n
i

B m (t )   
G (r )ui (r , t ) Fim ( im r )dr  /  J 2 i

i 1 ai xi 1
 i 1
(2.47)
n
Bm (t )  Am (t ) /  J 2 i
(3.48)
i 1
Сумма интегралов в Am(t) является траноформантой. Преобразуем
исходное дифференциальное уравнение (2.12) в частных производных в
обыкновенное дифференциальное уравнение относительно трансформанты.
Для этого подставим (2.48) в (2.46). в результате получим:
 
n

ui (r , t )    Am (t ) /  J 2 i  Fim ( im r )
(3.49)

m0 
i 1
Далее умножим исходное уравнение (2.12) как cправа, так и слева на
i
G (r ) Fim ( im r )
ai
и произведем интегрирование и суммирование в
соответствии с условиями ортогональности собственных функций (2.35), В
таком случае имеем:
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
x
i i
 ui (r , t )  
G
(
r
)
Fim ( im r )dr 
 


 t 
i 1 ai x
n

n
i 1
xi
  i  G (r ) 2ui (r , t ) Fim ( im r )dr 
i 1
(2.50)
xi 1
x
i i

G (r )qi (r , t ) Fim ( im r )dr

i 1 ai x
n
i 1
Левая часть уравнения (2.50) представляет собой производную
трансформанты по времени A′m(t) и после интегрирования по частям первой
суммы в правой части уравнения (2.50) получим следующее выражение:
x
i i
 (t )   im ai Am (t )  
Am
G (r )qi (r , t ) Fim ( im r )dr

i 1 ai x
2
n
i 1
(2.51)
Необходимо отметить, что при интегрировании по частям первой суммы
в правой части уравнения (2.50) учитывалось, что функции ui(r,t) и
Fim (imr )
удовлетворяют одним и тем же условиям сопряжения (2.15),
(2.27), а также принимались во внимание следующие соотношения имеющие
место в случав одномерного поля:
 2 ui ( r , t ) 
ui (r , t ) 
1  
G
(
r
)
G (r ) r 
r 
Fim ( im r ) 
1  
2
G
(
r
)


im Fim ( im r )  0


G(r ) r 
r

(2.52)
(2.53)
Выражение (2.51) представляет собой обыкновенное дифференциальное
уравнение относительно t. Его общее решение имеет вид:
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Am (t )  С  


 n  xi

  i  G (r )qi (r , t ) Fim ( im r )dr  exp(  2 im ai t )dt  
i 1 ai xi 1




n  xi  t

2
i

 exp(  im ai t )  С  
   qi (r , ) exp(  im ai )dG (r ) Fim ( im r )dr  
a


i 1 i xi 1 0

2
 exp(  2 im ai t )
(2.54)
Постоянный коэффициент C определяется в соответствии с начальными
условиями для ui(r,0). B нашем случаe
n  xi
C  Am (0)   i  G (r )ui (r ,0) Fim ( im r )dr  0 (2.55)
i 1 ai xi 1
в таком случае имеем:
x

i i  t
2

Am (t )  exp(  im ai t ) 
q
(
r
,

)
exp(

a

)
d

im

  i
i
a
i 1 i xi 1 0

 G (r ) Fim (im r )dr
2
n
(2.56)
ui ( r , t ) 


m0
t

0


 n  xi

 n
( 2 im ai ) 
2 
i


d 
 
 G (r )qi (r , ) Fim (im r )dr  /  J i   e
a

 i 1 
i 1 i xi 1

 Fim ( im r ) exp(  2 im ai t )
(2.57)
Заметим, что полученное решение (2.57) совпадает с решением,
полученным ранее (2.45).
В заключение остается определить функции vi(r,t), являющиеся
решением системы уравнений (2.16)-(2.19).
В общем случае решение задачи с неоднородными граничными
условиями, зависящими от времени, может быть определено интегралом
Дюамеля [175, 194] по формуле:

vi (r , t )   vi (r , , t  )d ,
0 t
t
t>0
(2.58)
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где vi (r , , t ) - решение вадачи при условии, что τ является параметром.
Тогда функции vi (r , , t ) должны удовлетворять дифференциальному
уравнению (2.16) с начальными условиями
условиям на свободных поверхностях r
vi (r , ,0) =0
и граничным
= x0, xn:
v1 (r , , t ) 


v
(
r
,

,
t
)

h
 1 (t )
1
 1

r
r  x0
vn (r , , t ) 


v
(
r
,

,
t
)

h
  2 (t )
2
 n

r
 r  xn
(2.59)
Функции vi (r , , t ) удовлетворяют также условиям сопряжения:
vi (r , , t )  vi 1 (r , , t ) r  xi
(2.60)
i
vi (r , , t )
v (r , , t )
  i 1 i 1
r
r
rx
i = 1, 2,…n-1
Решение для функций
частных решений:
vi (r , , t )
i
может быть получено в виде суммы
vi (r , , t )   i (r , )  w i (r , , r )
i = 1,2,…n
где функции Ψ(r,τ) являются решениями дифференциального уравнения
Лапласа для стационарного случая:
 2  i (r , t )  0
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1,2,…n
(2.61)
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
с неоднородными граничными условиями:
1 (r , , t ) 


(
r
,

,
t
)

h
 1 (t )
1
 1

r
r  x0
 n (r , , t ) 


(
r
,

,
t
)

h
  2 (t )
2
 n

r
r  xn
а функции
уравнения
w i (r , , t )
являются
решениями
(2.62)
дифференциального
w i (r , , t )
 ai  2 w i (r , , t ) i
t
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
(2.63)
при начальных условиях
w i (r , ,0)  (r , )
i = 1, 2,…n
(2.64)
и однородных граничных условиях
w 1 (r , , t ) 


w
(
r
,

,
t
)

h
0
1
 1

r
 r  x0
w n (r , , t ) 


w
(
r
,

,
t
)

h
0
2
 n

r
r  xn
 i (r , , t ) удовлетворяют
функции Ψi(r,τ) и w
Отметим, что
условиям сопряжения (2.60).
Представим функции Ψi(r,τ) в виде суммы:
 i (r , )
 i (r , )  1 ()  
i = 1, 2,…n.
(2.65)
также
(2.66)
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 i (r , ) удовлетворяют дифференциальному уравнению
Тогда функции 
(2.61) с неоднородными граничными условиями вида:
 1(r , , t ) 



(
r
,

,
t
)

h
0
1
 1

r
 r x0
 n (r , , t ) 



(
r
,

,
t
)

h
 2 (t )  1()
2
 n

r
r  xn
(2.67)
а также условиям сопряжения (2.60).
 i (r , ) являются решением уравнения Лапласа для
Так как функции 
одномерной задачи, то в общей форме их целесообразно представить
следующим образом:
 i (r , )  i ()(r )  i ()

(2.68)
где αi(τ), βi(τ) - коэффициенты зависящие от параметра τ.
Для определения αi(τ) и βi(τ) c учетом граничных условий и условий
сопряжения имеем следующую систему уравнений:
1()( x0 )  i ()  h1( x0 )  0
…………………………………………..………………..
i ()( xi )  i ()  i 1( xi )  i 1()
i i ( xi )  i 1i 1( xi )
i = 1, 2,…n-1
(2.69)
……………………………………………………………..
n ()( xn )  n ()  h2( xn )  2 ()  1()
Система уравнений (2.69) разрешима относительно αi(τ) и βi(τ) которые
определяются по следующим реккурентным выражениям:
1()  1  ( x0 )  h1( x0 )  0

i ()   i  i ( xi 1)   i 1   ( xi 1)
i 1
i = 2,3,…n
(2.70)
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
i ()   i 2 ()  1()

1
 i  n 
i 1 ( xn )   n ()  h2( xn )
i = 1, 2,…n.
В таком случае имеем:
 i (r , )  
 i ()2 ()  1() (r )   i ()

i (r , )  1()   i ()2 ()  1() (r )   i ()
(2.71)
(2.72)
w i (r , , t )
Функции
являются
решением
однородного
дифференциального уравнения при однородных граничных условиях. Такая
задача уже решалась (2.20)-(2.36) поэтому сразу запишем выражения для
w i (r , , t )
w i (r , , t ) 

 Cm () Fim (im r ) exp(  2im ai t )
(2.73)
m0
где
 n  xi
 n
i
Сm ()    
G (r ) i (r , ) Fim ( im r )dr  /  J 2 i (2.74)

i 1 ai xi 1
 i 1
В таком случае
выражениями:
функции
vi (r , , t )   i (r , t ) 
vi (r , , t )
определяются следующими

 Cm () Fim (im r ) exp(  2im ai t ) (2.75)
m0
Подставим vi (r , , t ) в выражение интеграла Дюамеля (2.58) и после
некоторых преобразований получим явное выражение для функций
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

vi (r , t )   vi (r , , t  )d 
0 t
t



2

C
(

)
F
(

r
)
exp(


a
(
t


)

m
im im
im i

 d

t

0 m  0
t

vi (r , t ) 

e
m0
  2 im ai t
(2.76)
t
 2
 2 im ai  

Fim ( im r )   im ai  Cm ()e
d


0
(2.77)
Таким образом, нами получено общее решение краевой задачи уравнения
теплопроводности для одномерных многослойных объектов при неоднородных
граничных условиях третьего рода. Рабочие формулы для функций Fi(μr),
ξ(r) приведены в п.2.2.4.
Заметим, что уравнение теплопроводности (2.2) при наличии внутренних
источников теплоты q(r,t) является прямой задачей (стадия нагрева). Однако
на практике определенный интерес представляет обратная задача (стадия
охлаждения), т.е. в данном случае источники теплоты отсутствуют q(r,t)=0.
Тогда температурное поле на стадии охлаждения описывается следующей
системой дифференциальных уравнений:
~
Ti (r , t )
~
 ai  2Ti (r , t )
t
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
(2.78)
~
~
Ti (r ,0)  f i (r )
i = 1, 2,…n,
~
~
T1 (r , t ) 
 1 (t )
T1 (r , t )  h1 r 

r x
(2.79)
0
~
~
Tn (r , t ) 
  2 (t )
Tn (r , t )  h2 r 

rx
(2.80)
n
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
~
~
Ti (r , t )  Ti 1 (r , t ) r  xi
~
~
Ti (r , t )
Ti 1 (r , t )
i
  i 1
r
r
rx
(2.81)
i
i = 1, 2,…n-1,
а решение задачи целесообразно представить в следующем виде:
~
~ (r , t )  u~ (r , t )  v~ (r , t )
Ti (r , t )  w
i
i
i
(2.82)
где функции wi (r,t) удовлетворяют соотношениям вида (2.8)-(2.11), а
функции vi (r,t) удовлетворяют соотношениям вида (2.16) -(2.19).
Заметим, что в том случае, когда необходим анализ стадии охлаждения
непосредственно сразу же после стадии нагрева за время t = tн то конечные
температурные поля при нагреве являются начальными условиями для стадии
охлаждения, т.е.
~
~
Ti (r ,0)  f i (r )  Ti (r , t н )
(2.83)
2.2.2. СВЧ нагрев одномерных многослойных объектов при
стационарных неоднородных граничных условиях третьего рода и
независимости интенсивности поглощения СВЧ энергии от времени.
Весьма распространенным па практике является случай СВЧ нагрева,
когда интенсивность действия источников теплоты q не зависит от времени, а
граничные условия на свободных поверхностях являются стационарными. В
таком случае система дифференциальных уравнений (2.3)-(2.6) имеет вид:
Ti (r , t )
q (r )
 ai  2Ti (r , t )  i
t
i ci
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
Ti (r ,0)  fi (r )
i = 1, 2,…n,
(2.84)
(2.85)
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
T1 (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 1
1
 1

r  r  x0
Tn (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 2
2
 n
r  r  x n
(2.86)
Ti (r , t )  Ti 1(r , t ) r  xi
(2.87)
i
Ti (r , t )
T (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
i = 1, 2,…n-1,
где φ1, φ2 - постоянные величины.
Тогда в соответствии с решением общей краевой задачи (п.2.2.1) решение
системы (2.84)-(2.87) представляется в форме:
Ti (r , t )  wi (r , t )  ui (r , t )  vi (r , t )
(2.88)
где функции wi (r,t) в точности совпадают с решением системы
уравнений (2.8)-(2.11); функции ui (r,t) в точности совладают с решением
системы уравнений (2.12-(2.15); функции vi (r , t ) в точности совпадают с
функциями vi (r , t ) входящими в подынтегральное выражение (2.58) решения
системы уравнений (2.16)-(2.19).
Отметим, однако, что для- больших значений t решение системы
уравнений (2.84)-(2.87) иногда полезно представить в виде:
Ti (r , t )   i (r )  w i (r , t )
(2.89)
где функции Фi(r) являются, решением следующей системы уравнений
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ai  2  i ( r , t )  
qi ( r )
i ci
 2  i (r )   qˆi (r )
qˆi (r ) 
(2.90)
qi ( r )
i
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
1 (r ) 


(
r
)

h
 1
1
 1

r  r  x0
 n (r ) 


(
r
)

h
 2
2
 n
r  r  x n
(2.91)
 i (r )   i 1 (r ) r  xi
(2.92)
i
 i (r )
 (r )
  i 1 i 1
r
r
rx
i = 1, 2,…n-1,
i
 i (r , t ) являются решением системы уравнений (2.8)-(2.11) о
а функции w
измененными начальными условиями:
w i (r ,0)  f i (r )   i (r )
(2.93)
В общем случав решением системы уравнений (2.90)-(2.92) являются
функции вида:
 i (r )  gi (r )  A2i 1Pi (r )  A2i
(2.94)
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где
gi(r), Pi(r)-
некоторые функции зависящие от
qˆi (r )
и от системы
координат в которой решается задача; A2i-1, A2i – постоянные интегрирования.
Постоянные коэффициенты A2i-1, A2i определяются из граничных
условий (2.91)-(2.92), но в общее случае для n - слойного объекта они
удовлетворяют системе уравненийf которые в матричной форме имеют вид:
СА=Q,
(2.95)
где
 C11
 2
C1
C 3
 1
0
C
 

0
0

 0
C21
C22
C23
0
0
C32
C33
C34
0
C 42
C 43
C 44

0
0
0

0
0
0

0
0
0
 А1 
А 
 2
 А3 


А    ,
  





 А2 n 




0
0
0
0


 C 22nn22
 C22nn21
 C22nn 2
0
0
0
0

C 22nn12
C 22nn11
C 22nn1






 

2n  2
C2n 
C 22nn 1 

2n
C 2 n 
0
0
0
0
 Q1 
Q 
 2
 Q3 


Q    .
  





Q2 n 
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
p
Таблица 2.1 - Расчетные формулы для определения элементов С s квадратной матрицы С ранга 2n
(p- номер строки, s-номер столбца)
Номер
строки
p=1
p=2i
i=1,2,…n-1
p=2i+1
i=1,2,…n-1
p=2
p-2
0
0
p-1
0
Pi(xi)
Номер столбца
p
P1(x0)+h1P′(x0)
1
λi P′i(xi)
0
-λi+1 P′i+1(xi)
0
0
1
0
0
P1(xn)+h2P′(xn)0
p+1
1
-Pi+1(xi)
p+2
0
Таблица 2.2 - Формулы для определения элементов Qp вектора столбца Q ранга 2n.
Qp
Номер стороки
р=1
р=2i
р=2i+1
p=2n
i=1,2,…n-1
i=1,2,…n-1
φ1-g1(x0)-h1g′1(x0) -gi(xi)+gi+1(xi)
-λig′i(xi)+λi+1g′i+1(xi) φ2-gn(xn)-h2g′n(xn)
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчетные формулы для определения элементов матрицы C ранга 2n и
вектора-столбца Q приведены в таблицах 2.1-2.2. Следует заметить, что при
пользовании таблицей 2.1 необходимо иметь ввиду, что элементы матрицы C
имеют ненулевые значения только в пределах изменения индекса s указанных в
таблице 2.1.
Рабочие формулы для функций gi(r) и Pi(r) в различных системах
координат приведены ниже в п.2.2.4.
2.2.3. СВЧ нагрев одномерных многослойных объектов при
стационарных неоднородных граничных условиях третьего рода и при
периодическом во времени поглощении энергии (импульсный СВЧ
нагрев).
Математическая постановка рассматриваемой задачи практически не
отличается от общей постановки (2.3), (2.4) - (2.6),о той лишь разницей, что
имеют место стационарные граничные условия, и описывается следующей
системой уравнений:
Ti (r , t )
 ai  2Ti (r , t )  qi (r , t ) ,
t
(2.96)
xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
при
Ti (r ,0)  fi (r ) ,
i = 1, 2,…n,
(2.97)
T1 (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 1
1
 1

r  r  x0
Tn (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
 2
2
 n
r  r  x n
(2.98)
Ti (r , t )  Ti 1(r , t ) r  xi
(2.99)
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
i
Ti (r , t )
T (r , t )
 i 1 i 1
r
r
rx
i
i = 1, 2,…n-1,
где φ1, φ2 – постоянные величины.
Решение системы (2.97)-(2.99) в соответствии с решением общей краевой
задачи (п.3,2.1) представши в виде:
Ti (r , t )  wi (r , t )  ui (r , t )  vi (r , t )
где функции
(2.100)
есть решение системы (2.8) - (2.11); функции
wi (r , t )
ui (r , t ) - есть решение системы. (2.12) – (2.15); функции vi (r , t ) в точности
совпадают с функциями vi (r , t ) , входящими в состав подынтегрального
выражения (2.58) решения системы уравнений (2.16)-(2.19).
Особенности импульсного нагрева будут определяться, в основном,
видом функций ui (r , t ) . Поэтому рассмотрим важный случай, когда функция
источников теплоты представляется в виде произведения:
qˆi (r , t )  Qi (r )U i (t )
при xi-1 ≤ r ≤ xi
i = 1, 2,…n,
Тогда в соответствии с (2.101) и (2.45) функции
имеют вид:

ui ( r , t ) 
где
(2.101)
ui ( r , t )
в общем случае
Uˆ m (t ) Fim (im r ) exp(  2 im ai t ) ,
(2.102)
m0
 n  t
( 2 im ai )   i
ˆ
U m (t )      U i ()e
d 
i 1 0
 ai


 G (r )Qi (r )Fim ( im r )dr  /

xi 1
xi
n
/  J 2 i
i 1
(2.103)
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
С учетом независимого произведения в функции
коэффициенты
образом
Uˆ m (t ) в
qˆi (r , t )  Qi (r )U i (t )
сражении (2.102)-(2.103) представляются следующим
 n 
t
( 2 im ai ) 
ˆ
U m (t )    U i ()e
d    i
0
  i 1 ai


 G (r )Qi (r )Fim ( im r )dr  /

xi 1
xi
n
/  J 2 i
i 1
(2.104)
Математическая запись временной зависимости действия внутренних
источников теплоты при импульсном СВЧ нагреве фактически определяется
выражением (2.101), где функция Ui(t) представляет собой серию единичных
импульсов длительностью τ0 с периодичностью посылки импульсов Tц.
Основные параметры импульса характеризуются следующими величинами:
- частота следования импульсов fи
- скважность импульса С
-
fи=1/Tц
С= Tц/ τ0
коэффициент заполнения импульса γ
γ=1/ С= τ0/ Tц
В таком случав для окончательного определения решения задачи СБЧ
нагрева одномерных многослойных объектов при импульсной действии
источников теплоты, согласно выражению (2.104), необходимо провести
интегрирование следующего выражения:
t
 U i ()e
 2 im ai 
d
(2.105)
0
Интегрирование выражения (2.105) можно осуществить различными
способами. Например, учитывая периодичность процесса, возможно
разложение импульса в ряд Фурье на интервале Tц с последующей
подстановкой полученного ряда в выражение (2.105).
В тоже время, интеграл (2.105) представляет конечную сумму площадей
подынтегрального произведения в каждом цикле на интервале 0≤ τ ≤ t. Общее
число суммируемых площадей определяется соотношением:
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
S = tfи = t/Tц
(2.106)
Тогда с учетом длительности импульса τ0 в каждом цикле имеем
t
 U i ()e
2
im ai  d 
S ( j 1)Tц   0

 exp(
j 1 ( j 1)Tц
0
2
im ai ) d 
(2.107)
  2 im ai  0  S ( j 1) 2 im ai Tц
 2
 1  e
e
 j 1
 im ai
1
Сумма в правой части выражения (2.107) есть сумма геометрической
прогрессии. Поэтому с учетом (2.106) окончательно получим:
t
 U i ()e
0
2
im ai 
d 
e
1
 2 im ai
e
2
im ai  0
 2 im ai Tц
1
  2 im ai t 
 1 (2.108)
e

Таким образом соотношения (2.102)-(2.10), (2.I08) определяют
особенности импульсного СВЧ нагрева в выражении (2.100) для решения
системы уравнений (2.96)-(2.98), (2.99).
2.2.4. Рабочие формулы записи аналитического решения задач СВЧ
нагрева
для
многослойных
сферических,
цилиндрических
и
плоскослоистых объектов.
Математические выражения решения задачи СВЧ нагрева одномерных
многослойных объектов, представленные в п.2.2.1-2.2.3 в общей виде включают
функции имеющие вполне однозначное определение в различных
координатных системах (декартовой, цилиндрической, сферической). Поэтому
приведем математические выражения входящих в решение функций, общие
свойства, которых, приводятся в следующих работах [175, 176, 201 и др.]:
а). Декартова (прямоугольная система координат:
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Fi ( i r )  Ai sin(  i r )  Bi cos( i r )
G (r )  1
( r )  r
 i (r )  g i (r )  A2i 1Pi (r )  A2i
(2.109)
g i (r )    dr  qi (r )dr
Pi (r )  r
б). Сферическая система координат:
1
1

Fi ( i r )  Ai  sin(  i r )  Bi cos( i r )
r
r

G (r )  r 2
1
r
 i (r )  g i (r )  A2i 1Pi (r )  A2i
( r ) 
g i (r )   
Pi (r ) 
(2.110)

r
2
r
qi (r )dr

2
1
r
в). Цилиндрическая система координат:
Fi ( i r )  Ai J 0 ( i r )  Bi N 0 ( i r )
G (r )  r
(r )  ln r
 i (r )  g i (r )  A2i 1Pi (r )  A2i

rqi (r )dr

r
Pi (r )  ln r
g i (r )   
 rF ( i r )dr 
2
( i r )) 2   2 i ( Fi ( i r )) 2 

(
F
i
(2.111)
2 2
r2
i
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Важное замечание:
Иногда при решении термических задач СВЧ нагрева для сплошного
шара или цилиндра полученное решение требует ограничеснности в центре
шара или на оси цилиндра. Тогда нижние и верхние граничные условия
записываются в следующем виде:
 T1 (r , t ) 
0
 r 
r  x0
Tn (r , t ) 

T
(
r
,
t
)

h
  2 (t )
2
 n
r  r  x n
(2.112)
В таком случае в полученном решении для многослойных объектов
следует полагать
B1m  0
 i (r , )  
 i ()   2 ()
 i (r , )  
(2.113)
и далее все расчеты проводятся в соответствии с основным методом
рачета, изложенным в п.2.2.1-2.2.3.
2.3. Математическая модель исследования СВЧ нагрева семян при
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции.
Теоретический анализ распределения напряженности электрического
поля в семени при СВЧ обработке показал, что при СВЧ дезинсекции и
дезинфекции (после поверхностного увлажнения) имеет место существенная
разница модуля напряженности электроманитного поля и, соответственно,
разное поглощение СВЧ энергии.
Поэтому необходимо оценить влияние этого различия на эффективность
термического воздействия СВЧ поля, Кромфого, анализ термических
особенностей процесса СВЧ обработки семян необходим еще и потому, что
термические факторы (температура и скорость нагрева) являются основными
параметрами контроля процесса СВЧ обработки семян и вместе с техническими
параметрами источника СВЧ энергии определяют технологические режимы
обработки семян как при СВЧ дезинсекции, дезинфекции, так и при
предпосевной стимуляции семян.
Согласно физической модели (рис.3.2) математические допущения для
точной постановки задачи СВЧ нагрева в процессах термической СВЧ
обработки семян формулируются следующим образом: объект состо-ит из
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
внутреннего шара радиуса R1 и внешенго шарового слоя радиуса R2;
теплофизические параметры внутреннего шара и внешнего шарового слоя хотя
и различны между собой, но постоянны и однородны по всему занимаемому
ими объему; начальное распределение температурного поля для внутреннего
шара и внешенго шарового слоя соответственно T01(r) и T02(r); объект
находится в воздушной среде с температурой TB(t); под действием
электромагнитного поля в единице объема внутреннего шара и внешнего
шарового слоя согласно формуле (2.1) соответственно выделяется мощность
q1(r,t) и q2(r,t) полагаем, что для семян при СВЧ обработке конечные
температуры нагрева составляют 35-80 °С, экспозиция СВЧ воздействия
находится в пределах нескольких минут, массобменные процессы происходят
на свободной поверхности. Тогда, с учетом возможной погрешности расчетов
из-за потерь теплоты на испарение водя (п.2.1),кинетику процесса достаточно
оценить на основе уравнения теплопроводности Фурье; распределение
температурного поля в объекте центрально-симметрично.
В таком случае, с учетом общей постановки задачи СВЧ нагрева
многослойных объектов» изложенной в п.2.1, а также с учетом соотношения
(2.112), исходные дифференциальные уравнения рассматриваемой задачи
имеют вид:
T1(r , t )
q (r )
 a1 2T1(r , t )  1
t
1c1
при
0 < r ≤ R1
T1(r ,0)  T01(r )
(2.114)
T1 (r , t )
0
r r 0
T2 (r , t )
q (r )
 a2 2T2 (r , t )  2
t
2c2
при R1 < r ≤ R2
T2 (r ,0)  T02 (r )
(2.115)
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

 2 T2 (r , t ) 
 ТВ
T2 (r , t ) 


r 

r  R2
T1(r , t )  T2 (r , t ) r  R1
(2.116)
1
T1(r , t )
T (r , t )
 2 2
r
r r  R
1
где a, ρ, c, λ- соответственно коэффициент температуропроводности,
плотность, коэффициенты теплоемкости и теплопроводности объекта
(внутренней сферы и внешнего сферического слоя); α - коэффициент
теплоотдачи на поверхности объекта.
Тогда в соответствии о общим решением (п.2.2.1) температурные поля
Т1(r,t) и Т2(r,t) представим в форме:
Ti (r , t )  wi (r , t )  ui (r , t )  vi (r , t ) ,
i =1,2
(2.117)
где wi (r , t ), ui (r , t ), vi (r , t ) - соответствующие решения согласно
п.2.2.1.
В тоже время, принимая во внимание соотношения (2.34), (2.36) (2.39),
(2.45), (2.74), (2.76) и (2.113) выражения (2.117) для Т1(r,t) и Т2(r,t) могут
быть преобразованы к виду:
Ti (r , t ) 

 D1m (t ) Fim (imr ) exp( 2imait )
(2.118)
m0
i = 1,2.
где
  R1

D1m (t )   1  G (r ) E1 (r , t ) Fim (im r )dr  2
a2
 a1 0
 n

G
(
r
)
E
(
r
,
t
)
F
(

r
)
dr
 /  J 2i

2
im im
 i 1
R1
R2
(2.119)
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
J
i 1
2
i

 1
a1
R1

0

G (r ) F im (im r )dr  2
a2
2
R2
2
 G(r ) F im (imr )dr (
R1
(2.120)
 q (r , )

Ei (r , t )    i
  2im aiTB () exp(  2im ai )d  T0i (r )

0  i ci
t
i = 1,2
(2.121)
где Fim (imr ) , G(r) - соответственно собственные и весовая функции,
рабочие формулы которых приведены в п.2.2.4.
Обычно на практике при СВЧ обработке семян начальное распределение
температурных полей T01(r) и T02(r) и температура среды TB(t) являются
величинами постоянными. Кроме того, можно пренебречь неравномерностью
напряженности электрического поля у границы раздела слоев и принимать, что
напряженность электрического поля и, соответственно, мощность внутренних
источников не зависит от координат, т.е. распределена равномерно как во
внутренней сфере, так и во внешней сферической оболочке, правда имеет в них
разное амплитудное значение, а также выполняются условия ограниченности
по (2.112)
 T1(r , t ) T2 (r , t ) 
0
 r  r 
r 0
В таком случае, рассмотрим решение задачи СВЧ нагрева, когда СВЧ
мощность, поглощаемая в объекте, является величиной постоянной во времени
(случай непрерывного генерирования СВЧ энергии) q1(r,t), q2(r,t) - const
и при постоянных значениях начальных температур в объекте T01(r) = T01 и
T02(r)=T02, а также при постоянной температуре среды TB(t)= TB.
Тогда после интегрирования выражений (2.119)-(2.121) с учетом п.2.2.1 и
рабочих формул (2.110), (2.113) получим:
T1(r , t ) 
T2 (r , t ) 

 D1m (t ) F1m (1mr ) exp( 21ma1t )
m 0

(2.122)
 D1m (t ) F2m (2mr ) exp( 22ma2t )
m 0
где
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1
F1m (1m r )  sin( 1mr ) ,
r
(2.123)
1
1

F2m ( 2m r )  Z 2m  sin(  2m r )  B2m cos( 2m r ) , (2.124)
r
r

1 ˆ

E1m (t )Cˆ1m  2 Eˆ 2m (t )Cˆ 2m
a
a2
D1m (t )  1
1 ˆ 2

J 1  2 Jˆ 2 2
a1
a2
(2.125)
q1
  21m a1t 

T
 1 (2.126)
B e
2


 1m a1 1c1
1
q2
  2 2 m a 2t 
 T02  2
 TB e
 1 (2.127)

c


 2m a2 2 2
Eˆ1m  T01 
Eˆ 2m
Jˆ 21 
1
1
(21m R1  sin( 21m R1))
41m
(2.128)
1
Z 22m (1  B 2 2m )(2 2m ( R2  R1) 
4 2m
(2.129)
 sin( 2 2m R2  2m )  sin( 2 2m R1  2m ))
Jˆ 2 2 
1
Cˆ1m  2 sin(1m R1  1m R1 cos 1m R1 (2.130)
 1m
Cˆ 2m 
1
Z 2m (1  B 2 2m )1/ 2 (sin(  2m R2  2m ) 
 22m
 sin(  2m R1  2m )   2m R2 cos( 2m R2  2m )  (2.131)
  2m R1 cos( 2m R1  2m ))
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Z 2m 
sin( 1m R1)
sin(  2m R1)  B2m cos( 2m R1)
2m  arctgB2m
B2m 
(2.132)
(2.133)
 2  2m R1ctg ( 2m R1)  1  11m R1ctg (1m R1 )  1

 2   2m R1ctg ( 2m R1)  1  11m R1ctg (1m R1)  1
 tg ( 2m R1)
(2.134)
1m 
 2m
 m a2
,
R2 a1

 m
R2
(2.135)
где γm - собственные значения, определяемые граничными условиями на
свободной поверхности при r =R2 из трансцедентного уравнения
 2

  arctgB2m  arctg 
   m
 R2   2 
m = 0,1,2,3…
(2.136)
Заметим, что при определении температурного поля в центре объекта
T1(0,t) необходимо использовать соотношение
lim
Тогда
T1(0, t ) 
sin 1m r
 1m .
r
r 0

 D1m (t )1m exp( 21ma1t ) .
(2.137)
m 0
В том случае, когда необходим анализ СВЧ нагрева однородного
сферического объекта, в полученных выражениях достаточно положитьR1 =
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
0,
а также использовать предельные соотношения для выражений (2.132) и
(2.134), т.е. B2m =0, Z2=1
Аналитическое решение задачи' СВЧ нагрева семян позволяет оценить
термические аспекты первой стадии процесса, т.е. учесть конечную
температуру нагрева, скорость нагрева, а также время нагрева до критических
температур. Но важную роль при СВЧ обработке семян играют также
термические процессы, протекающие в объекте на стадии охлаждения и
зависящие от скорости охлаждения, времени отлежки, т.е. времени, за которое
объект остывает до начальной температуры [103], [120]. Имеются даже
критерии, учитывающие биофизические параметры семян, конечную
температуру нагрева и охлаждения семени [5].
Математическая постановка задачи при охлаждении практически не
отличается от постановки задачи при нагреве, но в данном случае имеет место
отсутствие внутренних источников теплоты, а температурные поля в начальный
момент времени являются конечными температурами при СВЧ нагреве, т.е.
исходная система уравнений имеет вид.
~
T1(r , t )
~
 a1 2T1(r , t )
t
при 0 ≤ r ≤ R1
~
T1(r ,0)  T1(r , tн )
~
 T1 (r , t ) 
0
 r 

 r 0
~
T2 (r , t )
~
 a2 2T2 (r , t )
t
~
T2 (r ,0)  T2 (r , tн )
при
(2.138)
(2.139)
R1 < r ≤ R2
~ ~
~
 2 T2 (r , t ) 
~
T
(
r
,
t
)


T
B
 2

~


r

 r  R2
~
~
T1(r , t )  T2 (r , t ) r  R1
(2.140)
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
~
~
T1(r , t )
T2 (r , t )
1
 2
r
r r  R
1
~
~ , Т - соответственно коэффициент теплоотдачи на поверхности
где 
В
объекта и температура среды при охлаждении.
Общее решение системы уравнений (2.138)-(2.I40) определяется
следующими соотношениями:

~
(2.141)
T1(r , t )   D1k (t ) F1k (1k r ) exp( 21k a1t )
k 0

~
T2 (r , t )   D1k (t ) F2k ( 2k r ) exp( 22k a2t ) (2.142)
m 0
где
1
F1k (1k r )  sin( 1k r ) ,
r
(2.143)
1
1

F2k ( 2k r )  Z 2k  sin(  2k r )  B2k cos( 2k r ) , (2.144)
r
r

2

~
D1k (t )  i 1

i ˆ
Kik (t )Cˆik  Sˆik (tн )
ai
2

(2.145)
 Nˆ 2i
i 1
 21k a1t 
ˆ
K1k  TB e
 1


(2.146)
 22k a2t 
ˆ
K 2k  TB e
 1


(2.147)
1
Nˆ 21 
(21k R1  sin( 21k R1))
41k
(2.148)
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1
Z 2 2k (1  B 2 2k )(2 2k ( R2  R1 ) 
4 2k
(2.149)
 sin( 2 2k R2  2k )  sin( 2 2k R1  2k ))
Nˆ 2 2 
1
Cˆ1k  2 sin( 1k R1)  1k R1 cos(1k R1) (2.150)
 1k
1
Cˆ 2k  2 Z 2k (1  B 2 2k )1/ 2 (sin(  2k R2  2k ) 
 2k
 sin(  2k R1  2k )   2k R2 cos( 2k R2  2k )  (2.151)
  2k R1 cos( 2k R1  2k ))
Sˆ1k (tн ) 


D1m (tн ) 
1
sin( R1 (1m  1k )) 

2



 1m
1k
m0


1
sin( R1 (1m  1k )) exp(  2 1m a1tн )
1m  1k

Sˆ2 k (tн ) 

 Z 2m Z 2k (1  B 22m )1/ 2 (1 B 22k )1/ 2
m 0
D1m (tн )

2

1

(sin( R2 ( 2 m   2k )  2 m  2 k ) 
 2m   2k
 sin( R1 ( 2 m   2 k )  2 m   2 k )) 

(2.152)
(2.153)
1
(sin( R2 ( 2m   2 k )  2 m  2 k ) 
 2m   2k
 sin( R1 ( 2 m   2 k )  2 m   2 k ))
 exp(  2 2 m a1tн )
Z 2k 
sin( 1k R1)
sin(  2k R1)  B2k cos( 2k R1)
(2.154)
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2k  arctgB2k
B2k 
(2.155)
 2  2k R1ctg ( 2k R1)  1  11k R1ctg (1k R1 )  1

 2   2k R1ctg ( 2k R1)  1  11k R1ctg (1k R1)  1
 tg ( 2k R1)
(2.156)
~ a
2,
1k  k
R2 a1
~
 2k  k
R2
(2.157)
1k - собственные значения, определяемые граничными условиями на
где ~
свободной поверхности семени из трансцедентного уравнения:
~  arctgB  arctg   2
~   k
2k


~
 R2   2 
k = 0,1,2,3…
(2.158)
Заметим, что при определении температурного поля в центре объекта
~
T1(0, t )
необходимо использовать соотношение
lim
Тогда
~
T1(0, t ) 
sin 1k r
 1k .
r
r 0

~
D
 1k (t )1k exp( 21k a1t ) .
(2.159)
m 0
В том случае, когда условия теплоотдачи на поверхности объекта при
~ в выражениях (2.141)СВЧ нагреве и при охлаждении одинаковы, т.е.   
(2.151) и (2.154)-(2.159) следует заменить
λik=μik , δ2k=φ2k.
а для выражений (2.152)-(2.153) использовать следующие соотношения:
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При: k≠m
Sˆ1k (tн ) 


D1m (tн ) 
1
sin( R1 (1m  1k )) 


2



 1m
1k
m0

1
sin( R1 (1m  1k )) exp(  2 1m a1tн )
1m  1k

Sˆ2 k (tн ) 

 Z 2m Z 2k (1  B 2 2m )1/ 2 (1 B 2 2k )1/ 2
m 0
(2.160)
D1m (tн )

2

1

(sin( R2 ( 2 m   2 k )  2 m  2 k ) 



 2m
2k
 sin( R1 ( 2 m   2 k )  2 m  2 k )) 

1
(sin( R2 ( 2 m   2 k )  2 m  2 k ) 
 2m   2k
 sin( R1 ( 2 m   2 k )  2 m  2k )) 
 exp(  2 2 m a1tн )
(2.161)
При k=m
Sˆ1k (tн )  J 21D1k (tн ) exp( 1k a1tн )
(2.162)
Sˆ2k (tн )  J 22 D1k (tн ) exp( 2k a2tн )
(2.163).
Полученные результаты относятся к частному случаю, когда на стадии
СВЧ нагрева источники теплоты распределены равномерно по объему н
действие их по времени постоянно, В то же время несомненный практический
интерес представляет исследование термических вопросов СВЧ нагрева от
импульсных СВЧ источников, т.е. когда временная зависимость действия
источников, теплоты на интервале времени от 0 до t представляется серией
импульсов амплитуды Q1 и Q2 с длительностью импульса τ0
и
периодичностью посылки Тц.
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тогда, используя результаты, полученные в п.2.2.3, с учетом выражения
(2.108) для соотношений (2.126)-(2.127),имеем расчетные формулы при
импульсном СВЧ нагреве:
Eˆ1m
Eˆ 2m

 2
 21m a10
Q
1
e
 e 1m a1t  1
 T01   1 2

T
B

 1c1 
 
 21m a1Tц
a
1
1m (e
 1)


(2.164)

 2
 2 2 m a2  0
Q
1
e
 e 2m a2t  1
 T02   2 2

T
B 

2 a T
 2c2 



a
2
m
2
ц
2 m 2 (e
 1)


(2.165)
2.3.1. Экспериментальные исследования проверки адекватности
математической модели СВЧ нагрева семян.
Для оценки адекватности математической модели процесса нагрева семян
в электромагнитном поле СВЧ были проведены экспериментальные
исследования по измерению кинетики нагрева и остывания семени сорта
«Смарагд». СВЧ нагрев семени диаметром 7,5±0,1 мм и массой 0,31±0,01 г
проводили в резонаторной камере СВЧ печи «Электроника» при частоте
электромагнитной волны 1450±50 МГц.
Технические средства и методика измерения температуры.
Учитывая малые размеры семени гороха, для измерения его температуры
был разработан и изготовлен специальный датчик на интегральном
операционном усилителе (ОУ) К1408УД1. В основу датчика была положена
принципиальная электрическая схема включения ОУ, используемого в качестве
основного активного элемента [172]. Электрическая схема включения ОУ
показана на рисунке 2.3.
В качестве воспринимающего элемента датчика использовано
полупроводниковое микротермосопротивление МТ-54 конструкции Карманова
В.Г.[183].
Преимуществами МТ-54 (см. рис.2.4) являются: малые габаритные
размеры; малая постоянноя времени – в спокойной среде (вода) не более 0,3 с;
высокая стабильность – изменение номинального сопротивления при
длительной работе (100 часов) не более 0,3%; допустимый диапазон измерения
температур от -70 до +150 оС.
Несмотря на то, что термисторы представляют нелинейный элемент и
могут создавать только очень малые выходные сигналы, приведенная на рис.3.3
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
схема позволяет преодолеть эти трудности. Выходное напряжение датчика
относительно линейно в интервале рабочих температур ОУ.
Рисунок 2.3 - Принципиальная электрическая схема датчика температуры
на интегральном ОУ.
Рисунок 2.4 - Микротермистор МТ-54 конструкции Карманова.
На рис.2.5 показана экспериментальная зависимость выходного
напряжения датчика от температуры. Пунктирной и сплошной линией
отмечены температурные характеристики датчика при следующих паспортных
данных микротермосопротивлений (для сплошной линии значения приведены в
скобках):
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Номинальное электрическое сопротивление при 0оС – 1953 (1804) Ом;
2. Номинальное электрическое сопротивление при 20оС – 904(834) Ом;
3. Температурный коэффициент при 20оС – 3,59(3,59)%;
4. Значение коэффициента В – 3080(3085) оК.
Рисунок 2.5 - Зависимость выходного напряжения датчика от измеряемой
температуры.
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Торирование датчика проводили на воде при одновременном измерении
температуры воды и выходного напряжения датчика. Для измерения
температуры использовался технический термометр ТТ-ГОСТ2823-73
погрешность
измерения
±
1оС.
Выходное
напряжение
датчика
контролировалось универсальным цифровым вольтметром В7-22А класса 1.
При проведении непосредственных измерений температуры нагрева
семени в СВЧ поле для устранения неизбежных электромагнитных полей и
разогрева микротермистора, кинетику нагрева определяли периодическим
включением и отключением СВЧ источниеа на определенное время,
контролируемое по секундомеру «Агат» погрешностью 0,2 с, с последующим
немедленным измерением температуры в контрольных точках. Перед каждым
включением СВЧ источника семя охлаждалось до начальной температуры.
Диапазон измерений по времени в эксперименте при СВЧ нагреве составлял от
10 до 70 с. Начальная температура семени 22 ± 1оС. Состояние воздушной
среды спокойное. Удельная поглощаемая в семени СВЧ мощность в
эксперименте составляла 1,52 ± 0,05 кВт/кг. Измерение проводилось в
контрольных точках: в центре (r/Rc = 0…0,2) и в поверхностном слое (r/Rc =
0,8…1).После нагрева семени в течение 70 ± 1 с определялась кинетика его
охлаждения.
Анализ полученных результатов.
На основании проведенных экспериментальных исследований кинетики
СВЧ нагрева и остывания семени гороха «Смарагд» было проведено сравнение
экспериментальных зависимостей с расчетными (по математической модели).
Учитывая, что в эксперименте исследовалось практически сухое семя (перед
проведением экспериментов семя подсушивалось в сушильном шкафу при
температуре 120оС в течение 2 часов), при численных расчетах использовались
значения теплофизических параметров семян бобовых при влажности
W=0[212]. На рис. 2.6. показаны расчетные теоретические кривые нагрева и
остывания семени в контрольных точках r/Rc = 0,1 и r/Rc = 0,9. Здесь же
приведены экспериментальные значения температуры семени, измеренные в
соответствующих точках.
Расчетные кривые хорошо согласуются с экспериментальными данными.
Отклонение расчетных значений от экспериментальных составляет не более
10%, которое может быть объяснено тем, что для расчета использовались
теплофизические параметры семени по справочным данным, несколько
отличающиеся от действительных значений.
Таким образом полученная математическая модель СВЧ нагрева семян не
противоречит экспериментальным данным и, следовательно, аналитические
зависимости, приведенные в п.3.3, могут быть использованы в практических
расчетах при оценке кинетики СВЧ нагрева для процессов термической СВЧ
обработки семян.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.6 - Расчетные кривые и экспериментальные точки СВЧ нагрева
и охлаждения семени гороха «Смарагд»
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.4. Численный эксперимент и анализ СВЧ нагрева семени при СВЧ
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции.
В п.2.3 настоящей главы приведены расчетные формулы для анализа СВЧ
нагрева семян. Отдельные результаты теоретических исследований процессов
термической обработки семян имеются в работах [202-207]. Однако процессы
термической СВЧ обработки семян целесообразно рассматривать в комплексе,
т.е. с учетом особенностей СВЧ дезинсекции, дезинфекции и предпосевной
стимуляции.
Поэтому рассмотрим наиболее общий случай СВЧ нагрева для СВЧ
дезинсекции и для удобства анализа будем использовать безразмерные
температурные поля и координаты согласно выражениям:
при СВЧ нагреве
T1( R, t )  T01
TB
при 0 < R ≤ x
1( R, t ) 
T2 ( R, t )  T02
TB
при x < R ≤ 1
 2 ( R, t ) 
(2.166)
(2.167)
при охлаждении
Tˆ1 ( R, t )  T01
ˆ
1 ( R, t ) 
TB
при 0 < R ≤ x
Tˆ2 ( R, t )  T02
ˆ
 2 ( R, t ) 
TB
при x < R ≤ 1
(2.168)
(2.169)
где R=r/R2, x=R1/R2.
При этом разницу в удельном поглощении СВЧ энергии во внутренней
сфере и внешнем сферическом слое будем учитывать относительным
коэффициентом βэф, т.е.
q1  эф q2 .
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для оценки кинетики нагрева и характера распределения температурных
полей в семени, пораженном вредителем, в зависимости от влажности семян,
размеров вредителя, частоты ЭМП и условий теплообмена на поверхности
семени, были разработаны алгоритмы и программа расчета на ЭВМ
температурных полей как при СВЧ нагреве, так и при его охлаждении. Для
расчетов были использованы теплофизические характеристики семян бобов
[212] для внешней сферы и теплофизические характеристики жировой ткани
[189, 212] для внутренней сферы.
Интервал варьирования по влажности составлял от 10 до 20%.
Изменение теплофизических характеристик семени в зависимости от
влажности учитывалось по соответствующим формулам [142]:
для плотности семени
ρс = 1410 - 380w, кг/м3
(2.170)
для теплоемкости семени
сс = 1430 + 2757w, Дж/кг-К
(2.171)
для теплопроводности
λс = 0,14 + 0,52w, Вт/м-К
(2.172)
где w – массовая доля влаги в семени.
Расчетные значения ,c,  для каждого уровня влажности приведены в
приложении (таблица П.5)
Средние значения теплофизических характеристик жировой ткани
согласно [189, 212] принимались следующими: ρж = 930 кг/м3, сж = 1758 Дж/кгК, λж = 0,177 Вт/м-К.
Расчеты проводились для семени размером R=3,5 мм. Величина СВЧ
мощности, поглощаемой в единице объема семени, принималась равной qc=
2,5.106 Вт/м3. Поглощение СВЧ энергии во вредителе учитывалось
относительным коэффициентом эффективности βэф [ ].
Диапазон изменения размеров вредителя в расчетах составлял 0…0,5
размеров семени. Влияние частоты ЭМП исследовалось в интервале от 1000 до
9000 МГц.
Учет влияния условий теплоотдачи на поверхности семени исследовался
при предельном значении коэффициента теплоотдачи при свободной тепловой
конвекции, когда критерий Нуссельта оставляет Nu=2 [213], а также при
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вынужденном движении воздуха при скорости потока 3 м/с. Численное
значение коэффициента теплоотдачи определялось по формуле [214]

 в Nu
, Вт/м2-К
2 Rc
(2.173)
где Nu – критерий Нуссельта; λв – теплопроводность воздуха, Вт/м-К;
Rc – размер семени, м.
При температуре окружающего воздуха 20оС и размерах семени Rc=3,5
мм, с учетом физических свойств сухого воздуха [214] λв= 0,0259 Вт/м-К,
расчетные значения коэффициента теплоотдачи на поверхности семени
составили:
при свободной ковекции - Nu=2, α=7,4 Вт/м2-К;
при скорости потока воздуха 3 м/с - Nu=2, α=7,4 Вт/м2-К.
На рисунке 2.7 приведены расчетные кривые нагрева семени при
отсутствии в нем вредителя (х=0), которые показывают, что с повышением
влажности семени (при равенстве удельной поглощаемой в единице объема
СВЧ мощности) величина безразмерной температуры нагрева уменьшается.
Уменьшается также и разница температур между центром семени и его
поверхностью.
На рисунках 3.8 - 3.10 приведены расчетные кривые кинетики роста
безразмерной температуры Θ при влажности семени 15% и относительных
размерах вредителя х=0,2.
На рисунках 2.11 – 2.13 приведены расчетные кривые роста безразмерной
температуры Θ при влажности семени 15% и относительных размерах
вредителя X = 0,6,
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.7 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени
при отсутствии в нем вредителя
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.8 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени при
наличии в нем вредителя X = 0,2
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.9 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени при
наличии в нем вредителя X = 0,2
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.10 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени цри
наличии в нем вредителя X = 0,2
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.11 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени при
наличии в нем вредителя X = 0,5
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.12 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени при
наличии в нем вредителя X = 0,5
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.13 - Расчетные кривые СВЧ нагрева в различных точках семени при
наличии в нем вредителя X = 0,5-.
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анализ зависимостей рис. 2.6-2.10 показывает, что при малых размерах.
вредителя характер нагрева семени и находящегося в нем вредителя
практически не отличается от характера нагрева незараженного семени на
частотах ЭМП 1000-3000 МГц. При частоте ЭМП 9000 МГц отмечается
увеличение разницы температур между центральной точкой во вредителе и
поверхностью семени. Распределение температурного поля в семени и
вредителе при времени нагрева τн=100 с показано на рисунке 2.14.
С увеличением размеров вредителей (X=0,5, pиc.2.11-2.13) конечная
температура его нагрева также возрастает. Это наблюдается уже на частоте
ЭМП 3000 МГц и более сильно проявляется на частоте ЭМП 9000 МГц. При
этом имеет место также некоторое повышение температуры в семени в целом.
Распределение температурного поля Θ в семени и вредителе при времени
нагрева τн= 100 c показано на pиcунке 2.15.
Необходимо отметить существенное влияние на конечную температуру
нагрева, как семени так и вредителя, условий, теплообмена на поверхности
семени - пунктирные кривые на рис.2.7-2.15. Интенсивный обдув семени
потоком воздуха при СВЧ нагреве приводит к снижению конечных температур
нагрева. В то же время отмечается увеличение разницы температур между
центральной точкой во вредителе и поверхностью семени.
На рис.2.16 показаны кривые кинетики остывания семени после СВЧ
нагрева. Анализ показывает, что интенсивный обдув семени потоком воздуха
приводит к быстрому охлаждению семени до температуры воздуха. При
скорости потока воздуха 3 м/с семя остывает практически течение 1-1,5
минуты. При свободной тепловой конвекции время остывания значительно
увеличивается.
В заключение отметим, что полученные результаты теоретических
исследований термического воздействия ЭМП при СВЧ дезинсекции дают
основание полагать, что предположение об избирательности СВЧ нагрева
имеет место лишь на очень высоких частотах до 9000МГц и при достаточно
больших размерах вредителя (около половины размера се мени). На частотах
ЭМП 1000-3000 МГц избирательность нагрева фактически отсутствует.
Влияние размеров вредителя на температуру его нагрева проявляется
только на частоте выше 3000 МГц.
С уменьшением важности семян, при постоянном значении величины
удельной поглощаемой в единице объема семени СВЧ мощности, повышается
конечная температура их нагрева и увеличивается разница температур между
центральной точкой во вредителе и поверхностью семени, что должно
положительно сказаться на эффективности СВЧ дезинсекции.
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.14 - Распределение температурного поля в семени при наличии в нем
вредителя X = 0,2
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.15 - Распределение температурного поля в семени при наличии в нем
вредителя X = 0,5
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.16 - Расчетные кривые кинетики остывания центра и поверхности
семени после СВЧ нагрева при отсутствии в нем вредителя
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В целом, как при наличии вредителя, так и без него, распределение
температурного поля в семени неравномерно. Максимальная температура в
центре семени, а минимальная на его поверхности.
Увеличение удельной поглощаемой в единице объема семени СВЧ
мощности приводит к увеличению скорости нагрева семени и к сокращению
времени нагрева до критических температур (летальных для насекомых), но
при этом необходимо учитывать то обстоятельство, что быстрый нагрев может
привести к необратимым процессам в семени и к потере его семенных качеств
[1, 147, 140].
С повышением интенсивности теплообмена па поверхности семени
(увеличение скорости потока воздуха) во время СВЧ нагрева наблю дается
увеличение разницы температур между центральной точкой в семени и его
поверхностью, но при этом снижается конечная температура нагрева.
Интенсивный обдув, обдув семян потоком воздуха после СВЧ нагрева
может приводить к быстрому их охлаждению до температуры окружающей
среды, что можно использовать при разработке режимов СВЧ дезинсекции, т.к.
качество семян, подверженных воздействию высоких температур, зависит от
многих факторов - конечной температуры семян, скорости нагрева или времени
нагрева, а также от времени отлежки, т.е. времени, когда температура семян
станет равной ттемпературе перед нагревом [120]. Летальное воздействие
высоких температур на семена при этом можно учитывать по специальным
критериям [5], зависящими от биофизических параметров семян, температуры,
времени нагрева и остывания семян.
Расчеты показывают также, что при изменении удельной поглощаемой
СВЧ мощности от 0,2 до 3,0 кВт/кг скорость нагрева семян меняется в пределах
0,1-1,6 оС/с, если СВЧ нагрев осуществляется в спокойной воздушной среде (Nu
= 2). Некоторые исследователи приводят данные о том, что для сохранения
посевных качеств семян темп их нагрева не должен превышать 0,5 о С/c [1].
Согласно проведенным расчетам это ограничение выполняется, если удельная
поглощаемая CВЧ мощность в семени не превышает 0,9-1,0 кВт/кг.
Отметим, что приведенный анализ термических особенностей при СВЧ
дезинсекции семян дает возможностъ оценить кинетику нагрева и
распределение температурных полей в семени при СВЧ дезинсекций и
предпосевной стимуляции семян. Собственно говоря, при СВЧ дезинфекции и
предпосевной стимуляции достаточно руководствоваться результатами анализа
СВЧ нагрева для однородного семени (без вредителя), т.е. можно полагать, что
распределение температурного поля в семе ни при значении критерия Nu =2
почти равномерно, а с повышением интенсивности теплоообмена на
поверхности разница температур между центром и поверхностью семени
повышается.
Как yжe указывалось ранее в п.1,2, для повышения эффективвности СВЧ
дезинфекции некоторые исследователи проводят кратковременное увлажнение
поверхности семени [8, 99 и др.]. В таком случае математическая модель СВЧ
нагрева при дезинфекции аналогична математической модели при СВЧ
дезинсекции с большим размером вредителя. При этом следует учесть, что
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
величина относительного коэффициента эффективности поглощения СВЧ
энергии внутренним объемом семени по сравнению с внешним увлажненным
слоем меньше единице (0,5...0,8), т.е. соответствует значениям βэф при СВЧ
дезинсекции на частотах 1000 МГц и менее (рис.2.11). Расчеты показывают, что
в данном случае распределение температурного поля в семени такое же, как и
для случая без вредителя (рис.2.14), т.е. при значении критерия Nu= 2 почти
равномерно, а с повышенном интенсивности теплообмена на поверхности
разница температур между центром и поверхностью повышается.
Следовательно поверхностное увлажнение семени, несмотря на увеличение
эффективности поглощения энергии в поверхностном слое, не дает
возможности избирательного СВЧ нагрева поверхностного слоя.
Полученные результаты теоретического анализа СВЧ нагрева семян
являются весьма важными. В то же время, с позиций реализации технологии
СВЧ дезинсекции и предпосевной стимуляции следует более подробно
рассмотреть влияние исходной влажности семян на кинетику их нагрева. В
связи с этим были проведены соответствующие расчеты для однородного
семени с теплофизическими характеристиками пшеницы [189]. Интервал
варьирования по влажности составлял от 10 до 20 %, при этом изменение
теплофизических параметров от влажности учитывалось по формулам:
для плотности
ρ = 1439 - 333w , кг/м3
0,1 <w < 0,25
(2.174)
для теплоемкости
с = 1186 + 3034w , Дж/кг-К,
0,1 <w< 0,30
(2.175)
для теплопроводности
λ= 0,14 + 0,29 w , Вт/м-К
0,1 <w< 0,25
(2.176)
где w - массовая доля влаги в семени.
Расчеты проводились для семени с эквивалентным (по объему) радиусом
Rc =2,5 мм. Учет влияния условий теплоотдачи на поверхности семени, как и
при СВЧ дезинсекции, исследовался при предельном значении коэффициента
теплоотдачи α при свободной тепловой конвенции (Nu = 2) , а также при
вынужденном движении потока воздуха (Nu = 20), Начальная температура
семян и температура окружающей среды принимались равными 20о С.
Отметим, что большинство исследователей при проведений
экспериментальных работ для оценки: энергетических параметров СВЧ
воздействия используют величину удельной поглощаемой на единицу массы
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СВЧ мощности qm. Причем удельную поглощаемую на единицу массы СВЧ
мощность выражают в Вт/кг или кВт/кг. Величина qm связана с СВЧ
мощностью, выделяющемся в единице объема qV (Вт/м3), соотношением
qm = qV / ρ Вт/кг
где
(2.177)
ρ - плотность материала, кг/м3.
Поэтому для удобства пересчета результатов теоретических исследований
ни любое значение qm все расчеты проводилась в относительных единицах по
отношению к qm. Заметим также, что приведенные ниже расчетные кривые
справедливы не только для,случая Т0=Тс= 20оС, и могут быть использованы и
при равенстве начальной температуры и температуры среды другим значениям
Т0=Тс=Т в пределах Т= 10...30оС. Тогда предварительную оценку
температурных полей при СВЧ нагреве семян, с близкими к исследуемым в
расчетах геометрическими и теплофизическими параметрами, можно
проводить на основе приведенных ниже кривых по формуле
Т(R,t)= 20q*m [Θ/qm ]+ T*
(2.178)
где [Θ/qm ]- точка на расчетных кривых, q*m -величина удельной
поглощаемой СВЧ мощности, термическое действие, которой, следует оценить,
кВт/кг.
На рис.2.17-2.18 приведены расчетные кривые СВЧ нагрева семени цри
непрерывном СВЧ облучении при относительной влажности семян 10 и 20 %.
На рис. 2.19 приведены расчетные кривые изменения скорости нагрева в центре
семени при относительной влажности семени 10 % и при непрерывном СВЧ
облучении. На рис.2.20 приведены рас четные кривые распределения
температурного поля в семени при относительной влажности 10 % и при
непрерывном СВЧ облучении в течение 100 с.
Анализ полученных кривых показывает, что, несмотря на наличие
внутренних источников теплоты (СВЧ нагрев), условия теплообмена оказывают
очень существенное влияние как на конечную температуру, так и на скорость
СВЧ нагрева семян. Интенсивный обдув семени пото ком воздуха при СВЧ
нагреве приводит к снижению конечных температур и скорости нагрева, а
также отмечается увеличение разницы температур между центром и
поверхностью семени.
В то же время сравнение зависимостей на рис.2.17 и 2.18 показывает, что
при равенстве величины удельной поглощаемой СВЧ мощности qm с
увеличением влажности семян уменьшается конечная температура нагрева
семян и снижается разница температур между центром и поверхностью семени.
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Однако при постоянной мощности, излучаемой СВЧ источником, для
одной и той же массы облучаемых семян величина удельной поглощаемой
СВЧ мощности на единицу массы с изменением влажности семян в общем
случае не является постоянной. И в соответствии с формулами (2.1), (2.177)
относительное изменение удельной поглощаемой СВЧ мощности дня разных
значений относительной влажности семян можно оценить следующим
соотношением
1 2 E2
qm 2
 
qm1
1 2 E2
2
(2.179)
2
Необходимо отметить также, что, в том случае, когда размеры семян
много меньше длины волны ЭМП, величина E в семени распределяется
равномерно вдоль линейных размеров. И если электромагнитная волна
распространяется в воздушной среде, то согласно равенству вектора
электрической индукции имеет место приближенное равенство:
E2
2
E1
2
 21  1 
 2   
 2   2 
2
(2.180)
Тогда о учетом (2.179) и (2.180) имеем
qm 2
1 2  1 
 
 
qm1
1 2   2 
2
(2.181)
Расчеты, проведенные с учетом значений электрофизических
характеристик, а также соотношения (2.174), показывают, что для пшеницы
отношение удельной поглощаемой СВЧ мощности при значениях
относительной влажности 10 и 20 % qm20/qm10 = β в диапазоне температур 2060 оС находится в пределах 1,4-2,0.
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.17 - Расчетные кривые СВЧ нагрева семени при относительной
влажности 10%
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.18 - Расчетные кривые СВЧ нагрева семени при относительной
влажности 20%
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.19 - Расчетные кривые изменения скорости нагрева в центре семени
при относительной влажности 10%
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.20 - Расчетные кривые распределения температурного поля в семени
при относительной влажности 10% и при времени СВЧ нагрева 100с.
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 - СВЧ нагрев ври влажности 10 %; 2 - СВЧ нагрев при влажности 20% без
учета изменения параметров; 3 - СВЧ нагрев при влажности 20% с учетом
изменения параметров
Рисунок 2.21 - Расчетные кривые СВЧ нагрева семени с учетом влияния
влажности на электрофизические и теплофизические параметры.
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 - СВЧ нагрев при влажности 10%; 2 - СВЧ нагрев при влажности 20% без
учета изменения параметров; 3 - СВЧ нагрев при влажности 20% с учетом
изменения параметров.
Рисунок 2.22 - Расчетные кривые изменения скорости нагрева семени с учетом
влияния влажности на электрофизические и теплофизические параметры.
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рис. 2.21-2.22 приведены расчетные кривые изменения температуры и
скорости СВЧ нагрева центра семени при непрерывном СВЧ облучении с
учетом и без учета влияния влажности на изменение электрофизических и
теплофизических параметров семени. Расчеты проводились в относительных
величинах по отношению к удельной поглощаемой в семенах СВЧ мощности
при влажности 10%. Коэффициент в расчетах принимался равным 1,5.
Анализ кривых 2.21-2.22 показывает, что при постоянной мощности,
излучаемой СВЧ источником на одну и ту же массу семян, но при разной их
исходной влажности, за счет влияния изменения электрофизических
параметров скорость СВЧ нагрева и соответственно конечная температура
более влажных семян будет выше, другими словами, при одной и той же
удельной СВЧ мощности воздействия от СВЧ источника на определенную
массу семян более влажные семена будут нагреваться лучше.
При анализе особенностей термического действия импульснопериодического СВЧ облучения семян наиболее важным является установить:
существует ли разница между импульсной подачей СВЧ мощности в семена и
непрерывным облучением семян при равенстве средних мощностей.
Как известно, импульсная мощность и средняя мощность в импульсе
связаны между собой соотношениями:
Q И Qср
Tц
0

Qср

,
(2.182)
где γ - коэффициент заполнения импульса.
Тогда, в соответствии с (2.126)-(2.127) и выражениями (2.164) —(2.168)
замечаем, что Формулы, описывающие импульсный СВЧ нагрев, отличаются
от непрерывного нагрева при равенстве средних мощностей на величину:
 
2
e  a 0  1 Т ц
e
 2 aTц
10
(2.183)
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.23 - Расчетные кривые влияния параметров импульса на СВЧ нагрев
при импульсном СВЧ облучении.
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.24 - Расчетные кривые влияния параметров импульса на СВЧ нагрев
при импульсном СВЧ облучении.
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 2.25 - Расчетные кривые нагрева семени при импульсном СВЧ
облучении
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рис. 2.23-2.24 приведаны расчетные кривые зависимости величины λ*
от параметров импульса, которые показывают, что в общем случае при
импульсном СВЧ облучении нагрев должен быть меньше по сравнению с
непрерывным облучением, если средние мощности равны В то же время,
характер импульсного СВЧ нагрева существенно должен сказываться, когда
 2 aTц
величина e
составляет 2 и более единиц.
Заметим также, что коэффициент заполнения импульса γ также
существенно сказываатся при импульсном СВЧ нагреве, но при изменении γ от
10-4 до 10-1 это влияние практически не значимо.
На рис.2.35 приведены расчетные кривые импульсного СВЧ нагре ва в
центре семени зри γ = 0,1 и при изменении Тц от 5.10-4 до 50с. Анализ
наказывает, что при импульсно-периодической подаче СВЧ энергии в семена
при периоде следования импульсов менее 1 с практически не существует
разницы между импульсным и непрерывным СВЧ нагревом. Отметим также,
что импульсный СВЧ нагрев проявляется, когда величина Тц составляет 10 с и
более. Кроме того, разница между непрерывным и импульсным СВЧ нагревом
увеличивается с повышением интенсивности теплоотдачи на поверхности
семени.
2.5. Выводы и технологические рекомендации.
На основании проведенного теоретического анализа СВЧ нагрева семени
выделим основные выводы и технологические рекомендации, весьма важные
для практической реализации технологий СВЧ дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной стимуляции, семян.
1. В целом, как при наличии вредителя, так и без него, распределение
температурного поля в семени неравномерно. Максимальная температура в
центре семени, а минимальная на его поверхности.
2. С повышением интенсивности теплообмена на поверхности семени
(увеличение скорости потока воздуха) при СВЧ нагреве наблюдается
увеличение разницы температур между центром семени и его поверхностью, но
при этом снижается конечная температура нагрева семян
3. Предположение об избирательности СВЧ нагрева при СВЧ
дезинсекции имеет место на очень высоких частотах - 9000 МГц и при
достаточно больших размерах вредителя (около половины размера семени). На
частотах ЭМП 1000-3000 МГц избирательность СВЧ нагрева практически
отсутствует, Влияние размеров вредителя на температуру его перегрева
проявляется только на частоте ЭМП выше 3000 МГц
4. СВЧ дезинсекцию эффективнее проводить для семян с меньшей
влажностью.
5. Интенсивный обдув семян воздухом при СВЧ дезинсекции может
положительно сказаться на ее эффективности, однако, при увеличении времени
воздействия данные режимы могут быть энергетически не выгодны.
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6. Интенсивный обдув семян воздухом после СВЧ нагрева до
критических (летальных для вредителя) температур должен положительно
сказаться на посевных качествах семян из-за резкого снижения интегрального
воздействия высоких температур на семена.
7. При постоянной мощности воздействия СВЧ энергии на
фиксированную массу семян более влажные семена будут нагреваться сильнее
по сравнению с менее влажными семенами.
8. Поверхностное увлажнение семян при СВЧ дезинфекции, несмотря на
увеличение эффективности поглощения в данной зоне, не дает возможности
избирательного СВЧ нагрева микрофлоры по сравнению с семенем.
Следовательно при СВЧ дезинфекции весьма существенным является также и
электродинамический фактор.
9. Особенности СВЧ нагрева при импульсно-периодическом подводе
СВЧ энергии в семена проявляются при частоте следования импульсов менее
0,1 Гц (Тц > 10 с). В том случае, когда частота следования импульсов более 1
Гц, СВЧ нагрев практически определяется средней в импульсе мощностью.
Кроме того, отличие импульсного СВЧ нагрева от непрерывного более значимо
проявляется при коэффициенте заполнения импульса γ>10-1 (скважность
импульса менее 10).
Некоторые исследователи приводят данные о том, что для сохранения
посевных качеств семян темп СВЧ нагрева не должен превышать 0,5о С/с [1].
Как показывают расчеты, эти условия при СВЧ нагреве без обдува в диапазоне
влажности 10—30% будут выполняться при значениях удельной поглощаемой
СВЧ мощности не более 0,9-1,0 кВт/кг при обработке гороха и не более 0,6-0,8
кВт/кг при обработке пшеницы.
Экспериментально подтверждена адекватность математической модели
кинетики СВЧ нагрева семян, что делает возможным применение результатов
теоретических исследований для расчета режимов термической СВЧ обработка
семян и конструктивных параметров СВЧ оборудования.
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.
ПРИМЕНЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
ДЛЯ
РАСЧЕТА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
И
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ ОБОРУДОВАНИЯ
Содержание данной главы посвящено применению результатов
теоретческих исследований для расчета технологических и конструктивных
параметров оборудования при СВЧ обработке семян. Прежде чем изложить
методы расчета выделим основные моменты:
1.
Как правило, режимы обработки семян могут задаваться величиной
удельной поглощаемой в единице массы семян дозы СВЧ энергии Дуд.(Дж/кг)
или СВЧ мощности Руд.(Вт/кг, кВт/кг) и экспозиции t (с). Кроме того,
вследствие термического действия ЭМП СВЧ на семена, режимы СВЧ
обработки могут задаваться экспозицией t (с) и конечной те6мпературой
нагрева семян Тк(oС).
2.
Конечная температура СВЧ нагрева семян Тк(oС) будет зависеть от
величины Руд., t, а также от теплофизических характеристик семян и условий
теплообмена на их поверхности. Иначе говоря, конечная температура СВЧ
нагрева семян будет определяться скоростью нагрева дТ/дt (oС/с) и экспозицией
t. В связи с этим необходимо учитывать исходную влажность семян W(%),
теплофизические характеристики, условия окружающей среды и объемную
плотность семенной массы ρV (кг/м3). Кроме того, необходимо учитывать
характер подвода СВЧ энергии (непрерывный, импульсно-периодический).
3.
Габаритные размеры рабочей зоны при СВЧ обработке семян:
длина излучателя l (м), ширина транспортной ленты b (м), высота слоя семян
под излучателем h (м), длина L (м), и сечение S (м2) камеры взаимодействия
резонаторного типа при обработке семян в потоке – рассчитываются на основе
принципов технической электродинамики с учетом распространения и
отражения ЭМВ, условий возбуждения резонансных колебаний в камере и др.
Кроме того, указанные параметры определяются с учетом длины ЭМВ λ (м) и,
как правило, могут быть заданы для конкретного типа СВЧ оборудования.
Основная цель электродинамических расчетов по вопросу СВЧ обработки
семян
заключается
в
обеспечении
равномерности
напряженности
электрического поля по всему объему обрабатываемых семян (одинаковые
условия СВЧ обработки для каждого семени) и в согласовании источника СВЧ
энергии с нагрузкой (объемом, слоем семян). Результаты исследований по
данным вопросам в настоящей работе не рассматриваются, некоторые из них
приведены в работах [ ]. Поэтому далее будем полагать, что конструктивно
обеспечена равномерность напряженности ЭМП в объеме семян и
соответственно обеспечены одинаковые условия СВЧ обработки для каждого
семени.
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.1. Определение режимных параметров термической СВЧ обработки
семян при недостатке исходных данных.
Исследованиям термической обработки семян различных культур
электромагнитным полем ВЧ и СВЧ посвящено довольно много научных работ
[1, 6, 8, 87 и др.]. И, как указывают авторы, найденные экспериментальным
путем, оптимальные режимы обработки прошли производственные испытания
и могут быть используемы в с.-х. производстве.
Однако в силу различных причин, авторы публикаций не полно
оговаривают условия проведений (режимов обработки), в связи с чем, у
потребителя возникают непреодолимые трудности при технической реализации
процессов СВЧ обработки семян.
Поэтому, исходя из того, что потребитель не имеет возможности
повторения исследований, приведем метод расчета, позволяющий определять
параметры режимов СВЧ обработки семян и использовать накопленные
экспериментальные данные в с.-х. производстве.
Довольно часто в качестве основного параметра режимов СВЧ обработки
семян используют удельную поглощаемую в единице массы дозу СВЧ энергии
Дуд (Дж/кг, кДж/кг). Однако для повторения режимов этого не достаточно.
Поэтому в условиях эксперимента могут оговариваться другие величины –
мощность источника СВЧ энергии РСВЧ (кВт), время обработки tн (с), масса
облучаемых семян m (кг).
Рассмотрим различные варианты:
1.
Известно Дуд (кДж/кг) и tн (с). Тогда Руд = Дуд / tн, кВт/кг.
2.
Известно Дуд (кДж/кг), РСВЧ (кВт), m (кг).
Тогда Руд ≤ РСВЧ/m, кВт/кг; tн ≈ Дуд/Руд, с.
Некоторые исследователи в качестве режимов термической обработки
семян приводят конечные температуры нагрева сеян Тк (oС) и время обработки
tн (с) [8], но для повторения режимов этих данных не достаточно. Покажем, как
используя результаты теоретических исследований (приведенные в главе 3),
можно рассчитать недостающие режимные параметры:
1.
Рассчитывается средняя за время СВЧ обработки скорость нагрева
семян
Т
 (Т к  Т о ) / t н , oС/с,
t
где Т0 – начальная температура семян, oС.
2.
С учетом влажности, теплофизических параметров, размеров семян
и условий теплообмена по аналитическим выражениям (глава 3) или по
расчетным программам для ЭВМ рассчитывается конечная температура СВЧ

нагрева в семени Т ( r , tн ) за время tн при удельной поглощаемой СВЧ
мощности 1 кВт/кг. После чего определяется скорость СВЧ нагрева
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»



T 1  
 T (r , tн )  T (r , o) , oС/с.
t tн 

3.
Определяется значение удельной поглощаемой в семени СВЧ
мощности Руд. (кВт/кг)

Р уд  1  (Т / t ) /( T / t ) , кВт/кг
Пример. В рекомендациях «Интенсификация тепловых процессов
подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ» [8] процесс СВЧ дезинфекции
семян пшеницы описывается следующим образом: семена предварительно
увлажняются при расходе 10-20 кг на 1 т семян, затем подвергаются
термообработке ВЧ или СВЧ энергией. Время СВЧ обработки 30-50 с, конечная
температура нагрева семян 45-50 oС.
В данных рекомендациях, кроме режимных параметров отсутствуют еще
два важных показателя – начальная температура Т0(oС) и исходная влажность
семян W (%). Но учитывая, что обработка семян проводится в помещении в
весенний период и, что по стандарту семена должны храниться при
кондиционной влажности, вполне достоверно можно полагать Т0=20oС, W =
13%.
Тогда находим
Т1
 (45  20) / 30  0,830 С / с
t
Т 2
 (50  20) / 50  0,600 С / с
t
Прежде чем определить среднюю расчетную скорость СВЧ нагрева
удельной поглощаемой СВЧ мощности 1 кВт/кг найдем конечную влажность
семян. При расходе на предварительное увлажнение 20 кг на 1 т семян
конечная влажность семян перед СВЧ обработкой будет 15 %. Можно
просчитать конечные температуры нагрева семян по формулам главы 3 с
учетом теплофизических параметров и условий теплообмена на поверхности.
Но условию эксперимента [8] СВЧ обработка семян осуществлялось при
естественной конвекции, т.е. при Nu=2. И поскольку кинетика нагрева пшеницы
уже анализировалась в предыдущей главе (п.2.4) воспользуемся результатами.
Тогда с учетом формулы (2.178) и расчетных зависимостей рис. 2.21, а также с
учетом равномерности распределения температурного поля в однородном
семени, для центральной точки семени получим
*
 Т1 1
0
t

30
(20  1,0  20  0)  0,67 С / с.
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
*
Т2 1
 (20  1,5  20  0)  0,600 С / с.
t
50
Окончательно имеем
уд  1,24кВт / кг , tн  30с.,Т к  450 С
уд  1,00кВт / кг , tн  50с.,Т к  500 С
Значение Руд не трудно выдержать, зная мощность источника СВЧ
энергии массу семян в зоне обработки.
3.2. Расчет технологических параметров при СВЧ обработке объема
семян в объемном резонаторе или в радиогерметичной камере под
излучателем.
Прежде чем изложить метод расчета технологических параметров при
СВЧ обработке объема семян в объемном резонаторе или в радиогерметичной
камере под излучателем будем полагать следующее:

Техническая реализация процесса позволяет обеспечить обработку
семян по всему объему;

Выходная мощность СВЧ источника расходуется на нагрев семян
(потери, связанные с отражением, поглощением в стенках камеры и т. д. можно
учесть КПД использования СВЧ энергии).
Предположим, что режим термической СВЧ обработки семян задается
конечной температурой нагрева Тк (oС) и средней скоростью нагрева

 Т / t (0C / c) .
Известно: выходная мощность источника СВЧ энергии Рсвч (кВт),
влажность семян, теплофизические параметры, начальная температура семян
Т0(oС).
Расчет технологических параметров заключается в следующем:
1. Рассчитываем среднее время нагрева
_
tн  (к  0 ) /

, с.
t
2. С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям предыдущей главы (или по
программам для ЭВМ) рассчитываем конечную температуру нагрева семени за
время tн при значениях удельной поглощаемой СВЧ мощности 1 кВт/кг
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
*
Т (r , tн )  Т (r , tн ),0С
3.
кВт/кг
Определяем среднюю скорость СВЧ нагрева за время tн при Руд = 1

Т 1 
 (Т (r , tн )  T0 , oС
t tн
4.
Определяем массу семян для обработки
m  РСВЧ / РУД , кг.
Пример 1. Необходимо провести термическую обработку семян пшеницы
в резонаторной камере СВЧ печи «Электроника». Режимы обработки: скорость
нагрева 1 oС/с, конечная температура нагрева 50 oС.
Исходные данные: относительная влажность семян 10 %, выходная СВЧ
мощность 0,4 кВт, начальная температура семян 20 oС.
Определяем
tн  (50  20) / 1  30с
Далее с учетом результатов п. 2.4. (Формула (2.178), рис. 2.17) для
центральной точки семени при Руд = 1 кВт/кг находим

Т (0, tн )  T0  20  1  200 C ,

 T / t  20 / 30  0,670 C / c ,
Pуд  1  1/ 0,67  1,5кВт / кг ,
m  0,4 / 1,5  0,267кг
Пример 2. необходимо провести термическую обработку семян гороха в
резонаторной камере СВЧ печи «Электроника». Режимы обработки: скорость
нагрева 0,6 oС/с, конечная температура нагрева 70 oС.
Исходные данные: относительная влажность семян 10 %, выходная СВЧ
мощность 0,4 кВт, начальная температура семян 20 oС.
Определяем
tн  (70  20) / 0,6  84с
Прежде чем рассчитать кинетику СВЧ нагрева при Руд = 1 кВт/кг обратим
внимание на то, что в п. 2.4 приведена кинетика СВЧ нагрева гороха (формулы
(2.166) – (2.167), рис.2.7) при удельной поглощаемой в единице объема СВЧ
мощности PV = 2,5*106 Вт/м3, или с учетом физической плотности ρ семян
гороха [212] при Руд = 1,82 кВт/кг. Тогда средняя скорость СВЧ нагрева за
время tн при Руд = 1 кВт/кг определяется как
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Т
1

(Т (r , tн )  T0 , 0С
t 1,82  tн
где Т ( r , tн ) - температура нагрева семян при Руд = 1,82 кВт/кг.
С учетом расчетных кривых рис. 2.7. получим

Т (r , tн )  T0  20  4  800 C ,

1
 T / t 
 80  0,520 C / c ,
1,82  84
Pуд  1  0,6 / 0,52  1,15кВт / кг ,
m  0,4 / 1,15  0,348кг
3.3. Расчет технологических параметров при СВЧ обработке семян в
слое на конвейерной ленте под излучателем.
Метод расчета технологических параметров при СВЧ обработке семян в
слое на конвейерной ленте под излучателем предусматривает определение
режимов воздействия для обеспечения термических режимов обработки слоя
семян движущихся вместе с лентой транспортера. Расчетная схема приведена
на рисунке 3.1.
1 – излучатель; 2 – слой семян.
Рисунок 3.1 - К расчету технологических параметров при СВЧ обработке
семян в слое на конвейерной ленте под излучателем
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Но прежде, чем изложить метод расчета, как и в п. 3.2.будем полагать:
техническая реализация процесса обеспечивает равномерную обработку по
высоте и по ширине слоя на всей длине излучателя; выходная мощность
источника расходуется на нагрев семян (потери связанные с отражением ЭМВ,
поглощением в материале ленты и т.д. можно учесть КПД использования СВЧ
энергии). Кроме того, будем полагать, что длина излучателя l (м), высота h (м)
и ширина b (м) слоя семян являются величинами заданными и неизменными.
Итак, предположим, что необходимо провести термическую СВЧ
обработку семян в слое на ленте транспортера. Конечная температура нагрева
семян на выходе Тк (oС) и средняя скорость нагрева заданы.
Известно: Длина излучателя l (м), высота слоя h (м) и ширина слоя b (м),
влажность и теплофизические характеристики семян, объемная (насыпная)
плотность семенной массы ρv (кг/м3), начальная температура семян Т0 (oС).
Метод расчета:
1.
Определяем среднее время нагрева
tн  (Tk  T0 ) /(T / t ) , с.
2.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям (или по программам для
ЭВМ) приведенным в главе 3 рассчитываем конечную температуру нагрева
семян за время tн при значениях удельной поглощаемой СВЧ мощности 1
кВт/кг.

T ( r , t н )  T ( r , t н ) , oС
3.
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд=1кВт/кг


Т 1
 (Т (r , tн )  Т 0 ) , oС/с.
t tн
4.
Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ
мощность
_

Руд  1  ( Т / t ) /( T / t ) , кВт.
5.
Определяем выходную мощность источника СВЧ энергии
Рассчитаем скорость движения ленты транспортера
V  l / tн , м/с.
Пример 1. Необходимо провести термическую обработку семян пшеницы
в слое на ленте транспортера под излучателем. Режим обработки: скорость
нагрева 1 oС/с, конечная температура нагрева 50 oС.
Исходные данные: относительная влажность семян 10%, начальная
температура семян 20 oС, рабочая длина излучателя l = 0,15 м, высота слоя
семян h = 0,05 м, ширина слоя семян b = 0,10 м, насыпная плотность семян ρv =
800 кг/м3.
6.
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Определяем:
tн = (50-20)/1 = 30 с.
Далее с учетом кинетики нагрева семян пшеницы приведенной в п. 2.4.
(формула (2.178), рис. 2.17) для центральной точки находим при Руд = 1 кВт/кг

Т (0, tн )  T0  20  1  200 C ,

1
 T / t   20  0,670 C / c ,
30
Pуд  1  1/ 0,67  1,5кВт / кг ,
РСВЧ  1,5  0,1  0,05  0,15  800  0,9 кВт,
V  0,15 / 30  0,005 м / с.
Рассчитаем производительность установки
Q  3600vhbv , кг / ч ,
Q  3600  0,005  0,05  0,1  800  72кг / ч.
Необходимо провести термическую обработку семян пшеницы в слое на
ленте транспортера под излучателем. Режим обработки: скорость нагрева 0,6
0
С/с, конечная температура нагрева 70 oС.
Исходные данные: относительная влажность семян 10%, начальная
температура семян 20 oС, рабочая длина излучателя l = 0,15 м, высота слоя
семян h = 0,05 м, ширина слоя семян b = 0,1 м, насыпная плотность семян ρv =
900 кг/м3.
Определяем:
t н  (70 - 20)/0,6  84с
Далее, как и в п.3.2. прежде чем рассчитывать СВЧ нагрева при Руд=1
кВт/кг воспользуемся приведенной в п.2.4. зависимостью кинетики СВЧ
6
3
нагрева семени гороха при Pv  2,5  10 Вт / м ( Pуд  1,82кВт / кг )
- формулы (2.166) – (2.167), рис. 2.7. Тогда средняя скорость СВЧ нагрева за
время tн при Pуд  1кВт / кг определяется как

Т
1

(Т (r , tн )  T0 , 0С
t 1,82  tн
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где Т ( r , tн ) - температура нагрева семян при Руд = 1,82 кВт/кг.
С учетом расчетных зависимостей кинетики нагрева рис. 2.7. получим

Т (r , tн )  T0  20  4  800 C ,

1
 T / t 
 80  0,520 C / c ,
1,82  84
Pуд  1  0,6 / 0,52  1,15кВт / кг ,
РСВЧ  1,15  0,1  0,05  0,15  900  0,78кВт,
V  0,15 / 84  0,0018 м / с.
Рассчитаем производительность установки
Q  3600  0,0018  0,05  0,1  900  30кг / ч.
3.4. Расчет основных технологических и конструктивных параметров
при СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия резонаторного
типа.
Метод расчета основных технологических и конструктивных параметров
при СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия резонаторного типа
предусматривает определение режимов воздействия для обеспечения
термических режимов обработки движущегося потока семян. Как правило, в
устройствах данного типа для перемещения семян используется действие силы
тяжести и, соответственно, вертикальное расположение камеры с загрузкой и
выгрузкой внизу. Простейшая схема такого устройства показана на рис.3.2. Но
прежде чем изложить метод расчета, как и в пп. 3.2. – 3.3. будем полагать:
техническая реализация процесса обеспечивает равномерную обработку по
всему объему в камере; выходная мощность источника СВЧ энергии
расходуется на нагрев семян. Кроме того ,будем полагать, что рабочая длина
(высота) камеры L (м) и площадь внутреннего сечения камеры S (м2) являются
величинами заданными и неизменными. Среднюю скорость перемещения
потока семян в камере V (м/с) можно регулировать расходом подачи верхнего
дозатора q1 (кг/с) и выгрузки нижнего дозатора q2 (кг/с) (q2 ≥ q1; q2 = q1 = q).
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 – источник СВЧ энергии; 2 – поток семян в камере взаимодействия;
3 – дозатор загрузки; 4 – дозатор выгрузки.
Рисунок 3.2 - К расчету технологических и конструктивных параметров при
СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия резонаторного типа.
Рассмотрим два наиболее распространенных варианта:
Рассчитать параметры при условии конечной температуры нагрева Тк (0С)
и средней скорости нагрева Т / t (oС/с).
Рассчитать параметры при средней производительности Q (кг/ч) и при
условии конечной температуры нагрева Тк (oС).
Известно: длина камеры L (м), площадь внутреннего сечения камеры S
2
(м ), влажность и теплофизические характеристики семян, объемная (насыпная)
плотность семенной массы в камере ρv (кг/м3), начальная температура семян Т0
(oС).
Вариант 1.
1.
Определяем среднее время нагрева
tн  (Т к  Т 0 ) /(Т / t ), c
2.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям приведенным в
предыдущей главе (или по программам для ЭВМ) рассчитываем конечную
температуру нагрева семян за время tн при значениях удельной поглощаемой
СВЧ мощности 1 кВт/кг

T (r , tн )  T (r , tн ) , oС.
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.
кВт/кг
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд = 1

T 1 
 (T (r , tн )  T0 ) , oС/с.
t tн
4.
Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ
мощность

Pуд  1  (T / t ) /( T / t ) , кВт/кг.
5.
Определяем выходную мощность источника СВЧ энергии
PСВЧ  Pуд LSv , кВт.
6.
Рассчитываем скорость движения потока семян
V  L / tн , м/с.
Определяем расход дозаторов q (кг/с) и производительность
7.
устройства
q  VSv , м/с,
Q  3600q , кг/ч.
Пример 1. Необходимо провести СВЧ нагрев семян пшеницы до
температуры 50 oС при скорости нагрева 1 oС/с.
Исходные данные: относительная влажность семян 10%, начальная
температура семян 20 0С, длина камеры L = 1м, площадь внутреннего сечения
камеры S = 0,018 м2, объемная плотность семян ρv = 800 кг/м3.
Определяем время нагрева
tн  (50  20) / 1  30с.
Далее с учетом кинетики нагрева семян пшеницы приведенной в п.2.4.
(формула (2.178), рис. 2.17) для центральной точки семени при Руд = 1 кВт/кг
находим

Т (0, tн )  T0  20  1  200 C ,

1
 T / t   20  0,670 C / c ,
30
Pуд  1  1/ 0,67  1,5кВт / кг ,
РСВЧ  1,5  1  0,018  800  21,6 кВт,
V  1/ 30  0,033м / с.
q  0,48кг / с,
Q  1728кг / ч.
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вариант 2.
1.
Исходя из требуемой производительности Q (кг/ч) определяем
расход q (кг/с)
q  Q / 3600, кг / с.
2.
Определяем среднюю скорость потока семян в камере
3.
Определяем время обработки
4.
Рассчитываем среднюю скорость СВЧ нагрева
V  q / v S , м / с.
tн  L / V , с.
T
 (Tk  T0 ) / tн ,0 С / с.
t
5.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям приведенным в
предыдущей главе (или по программам для ЭВМ) рассчитываем конечную
температуру нагрева семян за время tн при значении удельной поглощаемой
СВЧ мощности Руд = 1 кВт/кг

T (r , tн )  T (r , tн ) , oС.
6.
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд = 1
кВт/кг

T 1 
 (T (r , tн )  T0 ) , oС/с.
t tн
7. Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ
мощность

Pуд  1  (T / t ) /( T / t ) , кВт/кг.
8.
Определяем выходную мощность источника СВЧ энергии
PСВЧ  Pуд LSv , кВт.
Пример 2. Необходимо рассчитать параметры СВЧ установки для нагрева
гороха до 75 oС при производительности 1 т/ч.
Исходные данные: относительная влажность семян 10%, начальная
температура семян 20 oС, длина камеры L = 1м, площадь внутреннего сечения
камеры S = 0,018 м2, объемная плотность семян ρv = 900 кг/м3.
Рассчитываем:
q  1000 / 3600  0,28кг / с,
V  0,28 /(900  0,018)  0,017 м / с,
tн  1/ 0,017  58с,
T / t  (75  20) / 58  0,950 C / c.
114
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для расчета кинетики СВЧ нагрева семени гороха воспользуемся
приведенными в п. 2.4. (формула (2.166), рис. 2.7) результатами при Руд = 1,82
кВт/кг. В таком случае имеем соотношение для расчета

T
1

(T (r , tн )  T0 ,0 С / с,
t 1,82  tн
где T (r , tí ) - температура нагрева семени при Руд = 1,82 кВт/кг.
Тогда с учетом расчетных кривых приведенных на рис. 2.7. получаем
T (r , tн )  T0  20  3  600 C ,

1
0
 T / t 
 60  0,57 С / с,
1,82  58
Pуд  1  0,95 / 0,57  1,67кВт / кг ,
РСВЧ  1,67  1  0,018  900  27 кВт,
Следует сказать, что для обеспечения одинаковых условий СВЧ
обработки семян применяют различные конструктивные решения. Так схема
установки [257], показанная на рис. 3.3., представляет собой вертикально
расположенную прямоугольную камеру внутри, которой, расположены
чередующиеся скатные лотки. Качество (равномерность) обработки семян
достигается за счет того, что семена за время СВЧ воздействия проходят один и
тот же путь и, кроме того, частично перемешиваются в слое. Скорость
движения потока и толщина слоя семян по лоткам регулируется подачей
дозаторов загрузки и выгрузки (q2 ≥ q1, q2 = q1 = q), а также вертикальными
зазорами между лотками, горизонтальными зазорами между лотками и
вертикальной стенкой камеры, углом наклона лотков. Угол наклона лотков не
имеет значения, если лотки изготовлены в форме брахистохроны (циклоиды)
[176] - «замечательной» кривой, отличающейся тантохронным и
брахистохронным свойствами (одинаковое время спуска в крайнее положение
независимо от начального положения; кратчайшее время спуска из верхней
точки в нижнюю под действием тяжести).
В целом метод расчета аппаратов такого типа является комбинированным
от метода расчета в слое на ленте и метода расчета в вертикальной камере. При
этом принимается: выходная мощность источника СВЧ энергии расходуется на
нагрев семян; площадь внутреннего сечения камеры S (м2), длина лотков l (м)
являются величинами неизменными и постоянными; горизонтальные l1 (м) и
вертикальные l2 (м) зазоры для толщины слоя h (м) определяются
экспериментально, но расчетах являются величинами заданными; скорость
перемещения слоя семян V (м/с) по лоткам регулируется расходом дозаторов
загрузки и выгрузки семян (q2 ≥ q1, q2 = q1 = q).
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1-источник СВЧ энергии; 2- скатные лотки; 3- поток (слой) семян на лотках;
4- дозатор загрузки; 5- дозатор выгрузки.
Рисунок 3.3 - К расчету технологических и конструктивных параметров при
СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия резонаторного типа
снабженной скатными лотками.
Рассмотрим три практических варианта расчетов:
1.
Рассчитать параметры при условии конечной температуры нагрева
0
Тк (oС) и средней скорости нагрева T / t ( C / c). Количество скатных
лотков h и общая длина камеры L (м) заданы.
2.
Рассчитать параметры при требуемой производительности Q (кг/ч)
и при условии конечной температуры нагрева Тк (oС). Количество скатных
лотков h и общая длина камеры L (м) заданы.
3.
Рассчитать параметры при условии требуемой производительности
Q (кг/ч), конечной температуры нагрева Тк (oС) и скорости нагрева
0
T / t ( C / c).
Известно: теплофизические характеристики семян, исходная влажность
семян, объемная (насыпная) плотность семян ρv (кг/м3), начальная температура
семян Т0 (oС), соответствующие конструктивные размеры камеры.
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Метод расчета:
Вариант 1.
1.
Определяем среднее время нагрева семян
_
tн  (Т к  Т 0 ) /( Т / t ) , с.
2.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям (или по программам для
ЭВМ), при веденным в предыдущей главе, рассчитываем конечную
температуру нагрева семян за время tн при Руд=1 кВт/кг.
*
Т ( r , t н )  Т ( r , t н ) , oС
3.
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд=1 кВт/кг.
*
Т 1 *
 (Т (r , tн )  Т 0 ) , oС/с
t tн
4.
Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ
мощность
_
*
Руд  1  ( T / t ) /( T / t ), кВт / кг
Определяем объем одновременно находящихся в камере семян
V  nlbhk1k2, м3 ,
где n – число лотков, l- длина лотков (м), b – ширина лотков (м), h –
средняя высота слоя по длине лотка (м), k1 – коэффициент неравномерности
высоты слоя по длине лотка, k2 – коэффициент увеличения объема семян в
камере за счет горизонтальных зазоров между лотками камерой и вертикальных
зазоров между лотками.
6.
Определяем выходную мощность СВЧ энергии
5.
РСВЧ  РУД Vv ,кВт.
7.
Рассчитываем среднюю скорость движения семян по лоткам
8.
Определяем расход дозатора q и производительность устройства Q
V  nl / tн , м / с.
q  vvbhk1k2,кг / с,
Q  3600q, кг / ч.
Пример 3. Необходимо провести СВЧ нагрев семян гороха до
температуры 75 0С при скорости нагрева 0,6 0С/с.
Исходные данные: относительная влажность семян 10 %, начальная
температура семян 35 0С, лотки выполнены в форме брахистохроны - ширина
лотков b = 0,1 м, длина сечения канала a = 0,22 м, количество лотков n = 6,
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вертикальные и горизонтальные зазоры l1 = l2 =0,04 м, расстояние между
лотками ( по одной стороне стенки камеры) l4 =0,18 м, общая длина камеры L=
1,5 м, средняя высота слоя на лотке h = 0,04 м, коэффициенты k1 = 0,9, k2 = 1,1,
объемная плотность семян ρv = 900 кг/м3. Длина лотка l рассчитывается в
соответствии с формулами для брахистохроны [176]и при данных размерах
составляет l = 0,26 м.
Определяем среднее время нагрева семян
tн  (75  35) / 0,6  67с.
Далее в соответствии с решением, показанным на примере 2, находим
T (r , tн )  T0  20  3,3  660 C ,

1
0
 T / t 
 66  0,54 С / с,
1,82  67
Pуд  1  0,6 / 0,54  1,1кВт / кг ,
V  6  0,26  0,1  0,004  0,9  1,1  6,18  103 м3 ,
РСВЧ  1,1  6,18  103  900  6,1кВт,
V  6  0,26 / 67  2,33  10 2 м / с,
q  900  2,33  10 2  0,1  0,04  0,9  1,1  8,3  10 2 кг / с,
Q  3600  8,3  10 2  300кг / ч.
Вариант 2.
1.
Исходя из требуемой производительности Q (кг/ч) определяем
расход q (кг/с)
q  Q / 3600, кг / с.
2.
Определяем среднюю скорость потока семян на лотках
3.
Определяем время обработки
4.
Рассчитываем среднюю скорость СВЧ нагрева
V  q / vbh, м / с.
tн  nl / v, с.
T
 (Tk  T0 ) / tн ,0 С / с.
t
5.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям приведенным в
предыдущей главе (или по программам для ЭВМ) рассчитываем конечную
температуру нагрева семян за время tн при Руд = 1 кВт/кг

T (r , tн )  T (r , tн ) , oС.
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.
кВт/кг
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд – 1

T 1 
 (T (r , tн )  T0 ) , oС/с.
t tн
7. Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ
мощность

Pуд  1  (T / t ) /( T / t ) , кВт/кг.
9.
Определяем выходную мощность источника СВЧ энергии
PСВЧ  Pуд nlbhk1k2 v , кВт.
Пример 4. Необходимо рассчитать основные параметры СВЧ установки
для нагрева семян гороха до 75 oС при производительности 1 т/ч.
Исходные данные даны в соответствии с примером 3.
Определяем
q  1000 / 3600  0,28кг / с,
V  0,28 /(900  0,1  0,04)  0,078 м / с,
tн  6  0,26 / 0,78  20с,
РСВЧ
T / t  (75  35) / 20  20 C / c.
T (r , tн )  T0  20  1  200 C ,

1
 T / t 
 20  0,550 С / с,
1,82  20
Pуд  1  2 / 0,55  3,64кВт / кг ,
 3,64  6  0,26  0,1  0,04  0,9  1,1  900  20 кВт,
Вариант 3.
В данном варианте расчета для обеспечения трех необходимых условий
Q (кг/ч), Тк (oС), T / t (oС/с) кроме режимов обработки необходимо
рассчитывать также требуемое количество скатных лотков n и, соответственно,
общую длину камеры взаимодействия L (м).
1. Определяем среднее время нагрева
_
tн  (Т к  Т 0 ) /( Т / t ) , с.
2.
С учетом теплофизических параметров, размеров семян и условий
окружающей среды по аналитическим выражениям (или по программам для
ЭВМ), при веденным в главе 3, рассчитываем конечную температуру нагрева
семян за время tн при Руд=1 кВт/кг.
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
*
Т ( r , t н )  Т ( r , t н ) , 0С
Определяем среднюю скорость нагрева за время tн при Руд=1 кВт/кг.
*
Т 1 *
 (Т (r , tн )  Т 0 ) , 0С/с
t tн
Исходя из требуемой производительности Q (кг/ч) определяем расход q
q  Q / 3600, кг / с.
Рассчитываем среднюю скорость движения семян по лоткам
V  q / vbh, м / с.
Определяем необходимое количество лотков
n  tнV / l , шт.
Находим необходимую удельную поглощаемую в семени СВЧ мощность

Руд  1  (T / t ) /( T / t ), кВт / кг.
Определяем выходную мощность СВЧ источника энергии
PСВЧ  Pуд nlbhk1k2 v , кВт.
Пример 5. Рассчитать параметры СВЧ установки для нагрева семян
гороха при скорости нагрева 0,6 0С/с до температуры 75 0С. Требуемая
производительность 1 т/ч.
Исходные данные в соответствии с примерами 3.4.
Определяем:
tн  (75  35) / 0,6  67с,
РСВЧ
T (r , tн )  T0  20  3,3  660 C ,

1
 T / t 
 66  0,540 С / с,
1,82  67
q  1000 / 3600  0,28кг / с,
V  0,28 /(900  0,1  0,04)  0,078 м / с,
n  67  0,078 / 0,26  20,
Pуд  1  0,6 / 0,54  1,1кВт / кг
 1,1  20  0,26  0,1  0,04  0,9  1,1  900  20,4кВт,
L  nl4  20  0,18  3,6 м.
Таким образом, нами рассмотрены различные варианты расчета основных
технологических и конструктивных параметров СВЧ оборудования при
термической СВЧ обработке семян.
Представленные результаты оказывают, что используя теорию и
математические методы исследования процесса термической обработки семян в
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЭМП СВЧ, можно решать целый ряд важных практических вопросов, таких
как: определение режимных параметров термической обработки семян при
недостатке исходных данных; расчет технологических параметров при СВЧ
обработке объема семян в объемном резонаторе или в радиогерметичной
камере под излучателем; расчет технологических параметров при СВЧ
обработке семян в слое на конвейерной ленте под излучателем; расчет
технологических и конструктивных параметров при СВЧ обработке потока
семян в камере взаимодействия резонаторного типа.
Разработанные на основе результатов теоретических исследований
методы расчета технологических и конструктивных параметров при
термической обработке семян дают возможность:

рассчитывать
и
проектировать
оборудование
с
учетом
технологических требований;

использовать на практике для термической СВЧ обработки семян
имеющееся СВЧ оборудование;

обеспечить быструю настройку технологических режимов и
надежность технологического процесса термической СВЧ обработки семян;

упростить обучение обслуживающего персонала для работы с СВЧ
оборудованием при термической СВЧ обработке семян;

оценивать затраты на СВЧ оборудование (по СВЧ мощности) с
учетом технологических режимов, требуемой производительности.
3.5. Выводы.
1. При расчете технологических и конструктивных параметров
оборудования для термической СВЧ обработки семян необходимо учитывать
кинетику нагрева семян с учетом их теплофизических характеристик.
2. Математическая модель кинетики СВЧ нагрева семян и результаты
численного эксперимента позволили разработать методы расчета основных
технологических и конструктивных параметров термической обработки ЭМП
СВЧ при недостатке исходных данных, при СВЧ обработке объема семян в
объемном резонаторе или в радиогерметичной камере под излучателем, при
СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия резонаторного типа.
3. Разработанные методы позволяют рассчитывать технологические и
конструктивные параметры СВЧ обработки семян при постановке
экспериментальных исследований и при обработке режимов на
технологическом СВЧ оборудовании, допускающем СВЧ обработку (нагрев)
сыпучих материалов.
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей работе рассмотрены теория и математические методы
анализа процессов термической СВЧ обработки семян, включающие
исследование СВЧ нагрева семян при дезинсекции, дезинфекции и
предпосевной стимуляции, а также примеры применения результатов
теоретических исследований для расчета технологических и конструктивных
параметров СВЧ оборудования.
Отдельные результаты исследований отраженные в данной работе имеют
общий характер и важное значение при исследовании вопросов
теплопроводности в слоистых средах. Показана применимость полученных
теоретических результатов для анализа процессов СВЧ обработки семян.
Основные результаты этого анализа заключаются в следующем:
1.Разработанные теория и математические методы исследования
процессов термической обработки семян в электромагнитном поле
сверхвысокой частоты являются научной базой создания эффективных методов
и технических средств для получения высококачественного посевного
материала. Результаты представленных исследований позволяют оценить
значимость физических факторов при термической СВЧ обработке семян;
определить условия эффективности термической СВЧ обработки при
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции семян.
2.Полученные математические модели процесса термической обработки
семян в переменном электромагнитном поле, устанавливающие взаимосвязь
между основными физическими параметрами ЭМП, физическими и
биологическими параметрами семян и окружающей среда, позволяют выявлять
способы и приемы совершенствования существующих и разработки более
эффективных технологических приемов и технических средств термической
дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции семян с.-х. культур в
электромагнитном поле СВЧ, определять и прогнозировать наиболее
рациональное их применение. Разработанные математические модели
позволяют рассматривать систему «Электромагнитное поле - среда – семена»,
как единую совокупность, определяемую физическими параметрами
электромагнитного поля, свойствами биологических объектов и свойствами
окружающей среды. При известных физических и биофизических свойствах
биологического
объекта
по
величине
физических
параметров
электромагнитного поля (удельной СВЧ мощности, экспозиции и т.д.) и по
условиям окружающей среды (температура, интенсивность теплообмена)
можно оценивать вероятную эффективность термической СВЧ обработки семян
(дезинсекции, дезинфекции, предпосевной стимуляции).
3. Экспериментальная проверка подтвердила адекватность теоретических
моделей, что дало возможность провести численные эксперименты и выявить
следующее:
При СВЧ дезинсекции наиболее предпочтительна обработка семян с
меньшей (кондиционной) влажностью, с высоким значением напряженности
электрического поля. Гипотеза об избирательном СВЧ нагреве при СЗЧ
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
дезинсекции имеет место лишь на очень высоких частотах, (до 9 ГГц) и при
достаточно больших размерах насекомого (около половины размера семени).
На частотах менее 3 ГГц избирательность СЗЧ нагрева практически
отсутствует. Влияние размеров насекомого на температуру его перегрева
начинает проявляться только на частотах выше 3 ГГц.
При СВЧ дезинфекции наиболее предпочтительна обработка семян с.
меньшей влажностью. Кратковременное увлажнение поверхности семени
позволяет создать некоторое увеличение эффективности поглощения СВЧ
энергии в данной зоне, но не дает возможности избирательного нагрева
микрофлоры по сравнению с семенем.
При предпосевной стимуляции, дезинсекции и дезинфекции следует
учитывать следующее: в целом распределение температурного поля в семени
неравномерно - максимальная температура в центре, минимальная на
поверхности; с повышением интенсивности теплообмена разница температур
между центром и поверхностью семени повышается, но при этом снижается
скорость СВЧ нагрева; при постоянной мощности воздействия СВЧ энергии на
фиксированную массу семян более влажные семена будут нагреваться сильнее
по сравнению с менее влажными семенами; особенности СВЧ нагрева при
импулъсно-периодическом подводе СВЧ энергии в семена (снижение скорости
нагрева) проявляются при частоте следования импульсов менее 0,1 Гц, в том
случае, когда частота следования импульсов более I Гц СВЧ нагрев
практически определяется средней в импульсе мощностью; отличив
импульсного СВЧ нагрева от непрерывного более значимо проявляется при
скважности, импульса менее 10.
4. Разработанные на основе теоретических исследований методы расчета
основных технологических и конструктивных параметров СВЧ оборудования
позволяют определять режимные параметры термической СЗЧ обработки семян
при недостатка исходных данных, рассчитывать технологические параметры
при СВЧ обработке объема семян в объемном резонаторе или в
радиогерметичной камере под излучателем, рассчитывать технологические
параметры при СВЧ обработке семян в слое па конвейерной ленте под
излучателем, рассчитывать основные технологические и конструктивные
параметры при СВЧ обработке потока семян в камере взаимодействия
резонаторного типа. Это делает возможным создавать новые эффективные
технические средства термической СВЧ обработки семян, а также использовать
существующее технологическое СВЧ оборудование для реализации процессов
термической дезинсекции, дезинфекции и предпосевной стимуляции,
существенно снижать затраты на разработку и внедрение новой техники в
производство.
Широкое внедрение технологий термической обработки семян в ЭМП
СВЧ позволяет использовать в народном хозяйстве оборудование, не
задействованное в оборонном комплексе, и обеспечить занятость Определенной
части оборонных предприятий на изготовлении технологического СВЧ
оборудования.
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Бородин И.Ф., Шарков Г.А., Горин А. Д. Применение СВЧ
энергиии в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987,- 55 с,
1. Бородин И.Ф. Применение СВЧ - энергии в технологических
процессах сельскохозяйственного производства// Применение СВЧ-энергии в
технологических процессах и научных исследованиях,- Саратов, 1991- С.37-39.
2. Прищеп Л.Г., Зильберман П.Ф. Электромагнитное излучение в
процессе прорастания семян/ Механизация и электрификация ex., 1984.- №6.С.57-58.
3. Прищеп Л.Г. ЭМ эволюция сознания и сущность чародейства. М.:
РУВНИИМ, 1993.- 87 с.
4. Шарков Г.А. Исследование процесса и разработка устройства для
уничтожения сорняков электромагнитным полем СВЧ: Автореф. дис. ... канд.
техн. наук.- M.: I982.- 16 о.
5. Андреев С.А. Установка для СВЧ-обработки семян: Автореф. дис. ...
канд. техн. наук.- М., 1987,- 16 с.
6. Кузнецов С.Г. СВЧ-установка для подготовки тепличных грунтов в
технологии производства рассады: Автореф. дис. ... канд. техн. наук.- M. I988.16 с.
7. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву
энергией ВЧ и СВЧ/ Цугленок Н.В. и др.- М.: Агропромиздат, 1989.- 39 с;
8. Бабенко А.А. СВЧ импульсная предпосевная обработка семян:
Автореф. диос. ... канд. техн. наук.- М., I993- 16 с.
10. Основы агротехники полевых и. овощных культур/ Г.В.Устименко,
П.Ф.Кононков, И.П.Фирсов, И.Ф.Раздымарин: Под ред. Кононкова П.Ф.- М.:
Просвещение, 1921.- 240 о.
11. Справочник агронома по защите растений/ А.Ф.Ченкин и др.-М.:
Агропромиздат, 1990,- 367 с.,
12. Кононков П.Ф., Губкин В.Н. Повышение полевой всхожести семян
овощных культур.- M.: Россельхозиздат, 1986. - 85 с.
13. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян.- Пер. с англ.
Под ред. М.Г.Николаевой и Н.В.Обручевой.- М.: Колос, 1982.-495 с.
14. Высокоэффективная промышленная установка для радиационной
дезинсекции зерна.- М.: Внешторгиздат, 1984.- 4 с.
15. Трисвятский Л.А. Хранение зерна: - 5-е изд., перераб. и доп.-М.:
Агропромиздат, 1986.- 350 с.: ил.
16. Биология семян и семеноводства.- Перевод с польск.: Под ред.
Г.Ф.Никитенко.- М.: Колос, 1976.- 462 с.
17. Роль температуры и фитогормонов в нарушении покоя семян/ Под
ред. М.Г.Николаевой.- Л.: Наука, I981,- 160 с.
18. Савченко М.П. Период покоя у растений и семян. Лекция.- Омск,
1978.- 19 с.
19. Попцов А.В. Биология твердосемянности.:М.: Наука, 1976.-157 с.:
ил.
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20. А.с.538675 СССР. МКИ A01C1/00. Способ предпосевной обработки
семян/ Н.Н.Богородницкий и др. Опубл. в Б.И., 1976, №46.
21. Наумов Г.Ф., Носова Л.Ф. Биологическая стимуляция семян
подсолнечника как прием улучшения их полевых качеств и урожайных
свойств// Селекция и семеноводство.- 1984.- Вып.56.- С.89-93.
22. Блузманс П.А., Шимкунас Р.А. Перспективы использования в с.х.
витаминов группы В// Гуминовые удобрения: Теория и практика их
применения.- 1983.- Т.9- С.54-55.
23. Возняковская Ю.М., Рыбакова З.П. Стимулирующее влияние
метаболинтов корневых бактерий на рост растений и разные условия
минерального питания// Экология и физиология почвенных микроорганизмов.Л.: 1976.- С.36-45.
24. Советкина В.Е., Шаменкова Д.Х. Влияние предпосевной обработки
семян бензимидазолом и его производными на рост, развитие и урожайность
огурца// Науч.тр.ЛСХИ.- 1979.- Т.377.- C.8-II.
25. Жукова П.С. Регуляторы роста и гербициды на овощных культурах и
картофеле.- Мн.: Урожай, 1990,- 198 с.: ил.
26. Петренко А.П. Выращивание столовой свеклы без прореживания. Лениздат, 1974.- 86 с.
27. Налетов Б., Мазенов Н. Возделывание моркови в совхозе
"Большевик"// Картофель и овощи.- 1973.- №3.- С.22-23.
28. Горбатенко Е.М., Кивер Г.Ф. Подготовка семян свеклы для летнего
посева// Картофель и овощи.- 1982.- №6.- С.19.
29. Алексеева A.M., Рассказов М.А. Влияние янтарной кислоты на
продуктивность и лежкость моркови сорта Шантане 2461// Науч. тр.
Воронежского СХИ.- 1975.- Т.74.- С.94-99.
30. Алексеева A.M., Рассказов М.А. Влияние микроэлементов бора,
марганца, кобальта, молибдена на урожай и лежкость корнеплодов моркови//
Науч. тр. Воронежского СХИ.- 1976.- Т.85.- С.5-13.
31. А.с.1484308 СССР МКИ A01CI/00. Способ предпосевной обработки
семян капусты/ Кононков П.Ф. и др. Опубл. в Б.И., 1989, №21.
32. Кунавин Г.А. Подготовка семян томата к посеву// Картофель и
овощи.- 1982.- №4.- С.27.
33. Кононков П.Ф., Губкин В.Н. Обработка семян полиэтиленгликолем //
Картофель и овощи.- 1980.- №7.- С.30.
34. Стимуляторы роста и урожайность огурца// Картофель и овощи.1982.- №7.- С.32.
35. Наумов А.И. Барботирование семян моркови// Картофель и овощи. 1982.- №2.- С.26.
36. Мухин В.Д. Новое в подготовке семян овощных культур// Новое в
овощеводстве.- М.: Московский рабочий.- 1983.- С.47-62.
37. Реуцков Н.И., Корытько А.П. Опыт освоения прогрессивной
технологии выращивания репчатого лука из семян в совхозе "Кузмичев-ский"
Волгоградской области// Прогрессивная технология выращивания овощных
культур.- М.: I981.- С.3-6.
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
38. Борас М.Ж. Влияние гидротермической обработки в условиях
аэрации (барботирования) на прорастание семян и урожайность лука, перца и
укропа: Автореф. дис. ... канд. с.х. наук.- М., 1977.-17 с.
39. Мухин В.Д. Справочник овощевода-любителя.- М.: Московский
рабочий.- I991.- 96 с.
40. Губкин В.Н., Стряпкова Л.В. Уделите внимание подготовке семян к
посеву// Картофель и овощи.- 1990.- №2.- С.23-24.
41. Мухин В.Д., Мозель Ю.А., Борас М.Ж. Влияние обработки семян
кислородом на поглощение ими фосфора и расходование сухих веществ в
процессе прорастания// Сб.науч.тр. ТСХА.- М., 1977.-Вып. 236.
42. Володин В.И. Стимуляция прорастания семян с помощью
ультразвука и гибберлина: Автореф. дис. ... канд. биол. наук.- Л., 1983.- 16 с.
43. А.с.1021369 СССР МКИ A01C1/00. Способ обработки семян/
Алешин Е.П. и др. Опубл. в Б.И., 1983, №21.
44. Ткаченко Н.М., Ткаченко Ф.А. Семена овощных и бахчевых
культур.- М.: Колос. 1977.- 325 с.
45. Матвеев В.П. Ультразвуковая стимуляция семян овощных растений//
Записки Воронежского СХИ.- 1968.- Т.34. Вып.2.- С. 79-85.
46. Мухин В.Д. Подготовка к посеву семян овощных культур.- М.:
Московский рабочий, 1979,- 120 с.
47. А.с.400125 СССР MКИ A01C1/00. Способ скарификации семян/
Гакай Н.В. и др. Опубл. в Б.И., 1977, №29.
48. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по
проращиванию покоящихся семян.- Л.: Наука. 1985,- 348 с.
49. Макаров И.Л., Кондратьева А.В. Повышение продуктивности семян
овощных культур.- М.: Сельхозиздат, 1962,- 200 с.
50. Попцов А.В. Период покоя и прорастания семян// Селекция и
семеноводство.- 1972.- №1- С.63-65.
51. А.с. 266415 СССР МКИ A01С1/00. Способ предпосевной подготовки
бульбочек чеснока/ Ванин А.0. Опубл. В Б.И., 1970, №11.
52. Буров Б.А. Реакция отдельных видов лука на гамма-облучение// Сб.
науч. тр. ТСХА.- M., I977.- Вып.236.
53. Бычкова З.Н., Хлебный B.C. Предпосевное гамма-облучение семян
моркови// Картофель и овощи,-1980.- №4,- С.28.
54. Шагаева З.А. Влияние ионизирующего излучения на продуктивность
томатов в пленочных теплицах Молдавии// Методы радиобиологии в селекции
и генетике с.х. растений/ Сб. науч. тр. Кишинев, 1980.- C.I04-I05.
55. Свиридов Б.П. Горбунова Т.А. Влияние предпосевное подготовки
свеклосемян в гелийнеоноволазерном облучении и допосевного гамма облучения на качество и продуктивность сахарной свеклы//Разработка и
совершенствование методов агротехнической оценки с.х. техники.Новокубанск, 1985.- С.36-42.
56. Сапаев Н.Ф., Зорина М.А. Сравнительные данные изменчивости
гамма - облученных растений огурца// Исследование роли биологически
активных факторов в экспериментальном мутагенезе.- Саратов, 1980.- С.79-83.
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
57. Юсупов М.З., Ахмедов Ш.А. Светоимпульсная стимуляция
урожайности овощных культур// Проблемы фотоэнергетики растений. Кишинев: Шниинца, 1974,- С.229-237.
58. Шахов А.А. Проблемы фотоэнергетики растений// Проблемы
фотоэнергетики растений.- Кишинев; Шниинца, 1974.- С.6-26.
59. Петров Е.П. Предпосевная обработка семян томата// Картофель и
овощи.- 1982.- №2.- С.24-25.
60. Станко
С.А.
Стимулирующее
действие
импульсного
концентрированного солнечного света на семена и растения// Светостимуляция
растений.- М.: Наука, 1971.- С.144-209.
61. Борздыко И.A., Гуceв П.П., Голонская Е.В. Облучение семян
овощей// Степные просторы.- 1986.- №2,- С.19.
62. Петров Е.П. Светостимуляция семян томата// Картофель и овощи.1979.- №9.- С.37.
63. Шагиева З.А. Продуктивность томата в зависимости от обработок
семян лучами лазера// Методы радиобиологии в селекции и генетике с.х.
растений.- Кишинев, 1980.- С.102-103.
64. Володан В.Г. Лазеры и наследственность растений.- М.: Наука и
•техника, 1984.- 175 с.
65. Безверхний Ш.А., Зарубайло В.Т., Кочентов Ю.В. К проблеме
лазерного облучения семян// Вестник с.х. науки.- 1982.- №1.-С.69-72.
66. Билык П.П., Комар В.К., Сердюк-С.Г. Воздействие на семена
постоянного магнитного поля// Картофель и овощи.- 1977.- №4.-С.З1.
67. А.с.913993 СССР МКИ A01C1/00. Способ предпосевной обработки
семян/ П.И.Баранский, Л.Г.Мищенко. Опубл. в Б.И., 1982, №11.
68. Хазанова С.Г. Использование электрического тока для ускоренного
проращивания семян// Тр. ВСХИЗО,- 1977.- Вып.144.- С. 85-88.
69. Бобров
Л.Г.,
Дорохов
Г.П.,
Влияние
предпосевной
электростимуляции на урожай клубней картофеля.- Науч.тр. НИИ
картофельного хозяйства, 1975, вып.24, с.64-74.
70. Дорохов Г.П., Боголепова Н.И. Перспективы применения предпосевной обработки клубней картофеля и семян овощных культур электрическим
полем высокого напряжения// Проблемы фотоэнергетики растений.- Алма-Ата,
1978. Вып.5,- С.269-276»
71. Белоусова К.К. Влияние предпосевной обработки семян на урожай
капусты// Овощеводство и луговодство. Пермь. 1982.- С.66-70.
72. Мараквелидзе М.A., Гольдбаум К.И., Одикадзе З.К. Результаты
производственных испытаний предпосевной обработки семян в поле коронного
разряда.- Тр. ЧИМЭСХ, 1977,№I21.- С. 104-106.
73. А.с.660612 CCCР МКИ A01C1/00. Способ предпосевной обработки
семян/ Краденов В.П. и др. Опубл. в Б.И., 1979, №17.
74. Мухин В.Д., Борисов А.А. Об использовании электрического тока
для предпосевной обработки семян овощных культур// Доклады ТСХА, M.,
I967,- Вып.132.- С.225-230.
75. Блонская А.П., Окулова В. А., Миронова А.Н. Изучение активности
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ферментов каталазы, пероксидазы после обработки семян яровой пшеницы в
поле коронного разряда. Тр. ЧИМЭСХ, 1975, вып. 97, C.I33-I37.
76. Пелижов М.Ф. Опыт предпосевной обработки семян ячменя в электромагнитном поле коронного разряда.- Науч.тр. ЛСХИ 1976, T.3I3.- С.165-170.
77. Кожевникова Н.Ф. Предпосевная обработка семян в электрически
поле переменного тока// Мех.и элект.соц.с.х., 1971,- №3 -С.22-25.
78. Басов А.М., Иваков Ф.Я. Токи высокой частоты повышают
всхожесть семян// Наука и передовой опыт в с.x.- I958, №2.-с.54-56.
79. Новикова Г.В., Ушакова С.И., Новикова Н.Д. Учет сортовой
спецификации при высокочастотной обработке семян// Науч. тр. ЧИМЭСХ.1979.- Вып.154. ч.2- С.84-86.
80. А.с.206235 СССР МКИ A01C1/00. Способ предпосевной обработки
семян электромагнитными волнами низкой частоты/ Жинти Т.Г. и др. Опубл. в
Б.И., 1967, №24.
81. Никитенко М.А. Исследование вопроса предпосевной обработки
семян энергией инфракрасного излучения// Вопросы электромеханизации
сельского хозяйства.- Иркутск, 1978.- С.13-18.
82. Пятков И.Ф. Обработка семян зерновых культур инфракрасным
излучением.- Светотехника, 1978.-№5.- C.II-I4.
83. Третьяков Г.Й., Зима П.И., Зайка В.В. Влияние ультрафиолетового и
красного лазерного излучения на семена риса.- Тр. Кубанского СХИ, 1977,
вын.142(170).- С.53-55.
84. Шарков Г.А., Герасимов C.O., Маник А.П. Изучение влияния
электромагнитного поля сверхвысокой частоты на семена огурца// Сб. науч.тр.
МИИСП.- 1981.- Тl8.-.С.43-48.
85. Андреев С.А., Лазарева Е.А. Обработка дражированных семян салата
СВЧ-электромагнитным полем// Совершенствование электроснабжения и
применения электроэнергии в агропромышленном комплексе.- М.: МИИСП,
1986.- С.95-98.
86. Андреев С.А., Пивоваров Д.Н. Предпосевная обработка семян
огурцов сверхвысокочастотным, электромагнитным полем// Автоматический
контроль и управление в сельском хозяйстве.- М.: МИИСП, 1984.- С.77-80.
87. Шарков Г.А., Шахматов В.П., Андреев С.А. Эффективность
облучения дражированных семян СВЧ-полем// Повышение экономичности и
надежности электрификации сельского хозяйства/ Сб. науч. тр. МИИСП, 1985.С.17-21.
88. Бабенко АД. Предпосевная обработка семян// VI Всесоюзная научнопрактическая конференция ""Применение СВЧ-энергии в технологических
процессах и научных исследованиях''.- Саратов, I991. - С.39-40.
89. Бабенко А.А., Вендин С.В. СВЧ-обработка семян овощных культур/
Автоматика и вычислительная техника в с.х. производстве: Сб. науч.тр.
МИИСП.- М.,1990.- C.I0-I4.
90. Кононков П.Ф., Старцев В.И., Вендин С.В, Всхожесть семян можно
повысить// Картофель и овощи.- 1990, №2.- С.24-25.
91. Вендин С.В. Импульсная СВЧ-обработка семян гороха// Применение
128
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
электроэнергии в сельском хозяйстве: Сб.науч.тр. МИИИСП - М., 1991.- С.3132.
92. Горин А.Д., Вендин С.В. Урожайность ячменя можно повысить,
используя СВЧ-энергию// Моделирование и автоматизация технологических
процессов с.х. производства: Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1991.- С. 18-19.
93. Вендин С.В., Горин А.Д. - Исследования влияния температурных
факторов на всхожесть семян пшеницы при СВЧ-обработке//Сб. науч.тр.
МИИСП.- М., 1992.
94. Бородин И.Ф., Вендин С.В., Горин А.Д. Электромагнитные поля на
службе у полевода// Зерновые культуры.- 1992, №5-6.- С.6.
95. Бородин И.Ф., Вендин С.В., Горин А.Д. Изменение всхожести семян
зерновых культур под влиянием СВЧ-обработки// Доклады РАСХН.- 1993, №2.С.92-95.
96. Инструкция по протравливанию семян зерновых культур и льна.
Минск, 1980.
97. Поляков И.М. О механизме действия препарата родан в борьбе с
пыльной головней пшеницы// Тр. ВИЗР.- Л., 1972,- Вып.35.С.232-243.
98. Андреев В.М., Сулаков В.Я. Предпосевная подготовка семян//
Картофель и овощи.- 1979.- №3.- С.21-22.
99. Цугленок Н.В. Обеззараживание и подготовка семян к посеву//Мех. и
электр.сел.хоз-ва;- 1984.- №4.- С.44.
100. Бородин И.Ф. и др. Импульсное СВЧ-обеззараживание семян проса
от спор пыльной головни// Доклады РАСХН.- 1992.№9-10.-С.41-43.
101. Бородин И.Ф., Кузнецов С.Г. Воздействие импульсного
электромагнитного поля сверхвысокой частоты на микроорганизмы// Вестник
с.х. науки.- 1991,№3.-С.84-86.
102. Закладной Г.А. Профилактические мероприятия// Новые способы
дезинсекции зерна.- М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1982.- С.5.
103. Румянцев П.Д. Биология вредителей хлебных запасов,- М.:
Хлебоиздат, 1959.- С.89,. 139, 183-184, 205.
104. Чернавская А.Я., Аноскина Н.И.: Влияние температуры и
влажности на плодовитость малого черного хрущака// Энтомол. обозрение.1973.- №52,- С.267-272,
105,. Еременко В.И., Брудная А.А., Меньшова Л.П., Ратанова З.Ф.,
Солодовник П.С., Соидов Н.И...Руководство по борьбе с вредителями хлебных
запасов.- М.: Колос, 1967,- С.336.
106. Фоменко О.Г. Очистка зерна в потоке и санитарнопрофилактические меры по предупреждению его зараженности// Опыт работы
экспедиций по борьбе с вредителями зерна.- М.: ЦИНТИ, 1969.-С.24-29.
107. Иванова 3.3. Гороховая зерновка и меры борьбы с ней.- М.: Изд-во
техн. и экон. лит. по вопросам мукомольно-крупяной и комбикормовой
промышленности и элеваторно-складского хозяйства, 1957.- 20 с.
108. Зеленый горошек: возделывание и переработка/ Г.Н.Павлова, А.С.
Левинсон.- М.: Росагропромиздат, 1988.- 109 с: ил.
129
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
109. Медведева В.И. Фасолевая зерновка и меры борьбы с ней.- М: Изд-во
МСХ и заготовок СССР, 1953.- 16 с.
110. Рекомендации по защите гороха, фасоли и кормовых бобов от
главнейших вредителей и болезней/ К.Я.Калашников, И.Д.Шапиро,
З.Н.Халевва, А.Н.Кокорин.- М.: Сельхозиздат, 1963.- 16 с.
111. Рагимов К.Б. Фасолевая зерновка и некоторые агротехнические
методы борьбы с ней// Материалы седьмой сессии Закавказского совета по
координации научно-исследовательских работ по защите растений.- Кировобад,
1975.- C.II-I3.
112. Жуковский С.Г., Гетманенко А.Д. Биоэкологическое обоснование
химической защиты гороха от гороховой зерновки и других вредителей и ее
экономическая эффективность// Бюлл. ВИЗР.- 1975. - №44.- С.58.
113. Малахов Ю.А. Анализ взаимодействия гороховой зерновки и гороха,
как основа для усовершенствования методов оценки устойчивости: Автореф.
дисс..., канд.биол.наук.- Л., 1986,- 21 с.
114. Закладной Г.А., Ратанова В.Ф. Вредители хлебных запасов и меры
борьбы с ними.- М.: Колос, 1973.- С.53, 147.
115. Закладной Г.А., Феркович Е.В. Обеззараживание зерна
препаратами, генерирующими фосфин//Новые способы дезинсекции зерна.- М.:
ЦРИИТЭИ Минзага СССР, .1982.- С.40-41.
116. Практическое руководство по освоению интенсивной технологии
возделывания гороха/ В.И.Летуновский, П.Д.Бойцов, Е.П.Власова и др.- М.:
Агропромиздат, 1986.- 49 с.
117. Закладной Г.А. Фумигация против гороховой зерновки// Защита
растений.- 1987.- №8.
118. Де Милло А.П. Еще раз о нормировании содержания гороховой
зерновки в семенах гороха// Селекция и семеноводство.- 1986.-М.- С.48-49.
119. Ушатинская P.С. Биологические основы использования низких
температур в борьбе с вредителями зерновых запасов (насекомые и клещи).М.: Изд. АН СССР, 1954,- С.50.
120. Ахаев Н.С. Защита хранящегося зерна от вредных насекомых с
помощью теплового воздействия: Дис. ... канд.биол.наук: 06.01.11, 05.18.03.М., 1985.- 299 с.
121. Ефремова Т.Г. Как освободить фасоль от зерновки// Защита
растений.- 1977.-№2.
122. Ван Вэнь Лян. Фасолевая зерновка как вредитель фасоли в
условиях Абхазской АССР и Краснодарского края: Автореф. дис. ...
канд.биол.наук.- Л.: Пушкин, 1960,- 16 с.
123. Джогорян Г.А. Термическое обеззараживание зерна во взвешенном
состоянии// Обеззараживание зерна при хранении и качество муки:
Сб.науч.трудов/ ВНИИзерна.- М.: Хлебоиздат, 1957.-С.141-154.
124. Кропп Л.И. Обработка и хранение семенного зерна.- М.: Колос,
1974.- 176 с.: ил.
125.. Климпиня А.Е. Ионизирующие излучения в борьбе с вредными насекомыми.- Рига: Зинатне, 1971.- 131 с.
130
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
126. АндревЕ С.В., Салдан Л.Н. Итоги разработки метода лучевой
стерилизации фасолевой зерновки и перспективы ее применения// Биофизика в
защите растений: Сб.науч.тр. ВИЗР.- Л., 1977.-№51.- С.42.
127. Каблов В.В. Биологическое обоснование воздействия гамма радиации на гороховую зерновку: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Л.: 1977.21 с.
128. Лучевая стерилизация в борьбе с вредными насекомыми/ Андреев
С.В., Мартенс Б.К., Молчанова В.А., Салдан Л.Н.// Вестник с.-х. науки.- 1967.№1.- С.48.
129. Использование гамма - радиации для стерилизации насекомыхвредителей сельскохозяйственных культур/ С.В.Андреев, Б.К.Мартенс,
В.А.Молчанова, Л.К.Салдан// Радиобиология,- 1968,- Т. 8, №5.- С.742.
130. Перцовский E.С. Использование ионизирующих излучений для
борьбы с насекомыми - вредителями зерновых запасов// Биофизика. - 1957.Т.2, №2,- С.13.
131. Радиационная дезинсекция зерна/ E.С. Перцовский, Г.А.Закладной,
А.И.Меньшинин и др.// Защита зерна при хранении от повреждения
насекомыми/ Советско-Австралийский семинар. Москва, 1-11 июля 1978 г.
Минзаг СССР, ВНИИзерна.- 1980,- C.191-198.
132. Закладной Г.А. Биологическая оценка ионизирующих излучений
как средства для дезинсекции зерна: Автореф.дис. ... канд. биол.наук: М.: 1967.16 с.133. Салдан Л.Н. Радиорезистентность фасолевой зерновки в
онтогенезе// Генетические и биофизические методы в защите растений:
Сб.науч.тр. ВИЗР.- Л., I985.-C.78.
134. Кузин A.M. Биохимические основы биологического действия
ионизирующей радиации// Сб. Очерки по радиобиологии.- Изд. АН СССР,
1956.- С.5-95.
135. Радиоактивные изотопы в защите растений/ С.В.Андреев,
А.А.Евлахова, Б.К.Мартенс, В.А.Молчанова.- Л.: Колос. Ленингр. отделение,
1980.- 72 с.
136. Закладной Г.А. Защита зерна от вредителей при хранении за
рубежом.- М.: ВНИИТЭИСХ,1980.- 40 с.
137. Ратанова В.Ф., Солодовник П.С., Перцовский E.С. Действие
ионизирующих излучений на гороховую зерновку и всхожесть гороха// Труды
ВНИИЗ.- 1963.- №48.- с.71-77.
138. Громова А.А. Ультрафиолетовые ловушки для учета численности
энтомовредителей// Лесное хозяйство.- 1970.- №11.- С.50.
139. Богуш П..П. Светоловушки// защ.растен.- 1970.- №9,- С.34-35.
140. Тищенко В.А. К вопросу применения инфракрасного излучения для
дезинсекция семенного гороха от брухуса// Применение специальных видов
энергии в сельском хозяйстве: науч.тр. ВИЭСХ.-М.: 1968.- Т.22.- C.I09-I26.
141. Левитин А., Гакикульян П., Воробьев.П. Исследование
возможности использования инфракрасных лучей для сушки и
обеззараживания зерна.- М.: Мукомольно-элеваторная промышленность, 1964.131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№2.- С.29-31.
142. Турлыгин С.Я., Беклемешев Д.С. Возможности уничтожения почвенных насекомых электрически током// Тр. ВНИИЛХ.- Л.: 1939. - №9.- C.6592.
143. Турлыгин С .Я. Электрические методы борьбы с вредными
насекомыми// Бюлл. экспер. биол.и медиц.- 1942.- T.14, №5-6.- С. 11.
144. Евреинов М.Г. Действие УКВ на насекомых и семена// Электриф.
сел.хоз-ва.- 1935.- №1.- С.20 - 29.
145. Андреев С.B., Баклашин Б.А. Токи высокой частоты в борьбе с
. мучными клещами// Защ.растен.- 1935.- №1.- С.121-123.
146. Тарусов Б.Н. Биологическое действие ультракоротких волн//
Усп.совр.биол.- 1934.- Т.З.- С.356-361.
147. Передельский А.А. Проблема электротехнических мер борьбы с
вредными насекомыми// Успехи современной биологии.- 1956.-T.4I. №2.С.228-245.
148. Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в
биологии и медицине/ Под ред. акад. Н.Д. Девяткова.- М.: ИРЭ АН СССР,
1985.- 234 с.
149. Суворов С.С., Румянцев П.Д. Конденционирование, сушка и
обеззараживание зерна и крупы токами высокой частоты// Обеззараживание
зерна при хранении и качество муки: Сб.науч.тр. ВНИИ зерна.- М.:
Хлебоиздат.-1957.-С.99-123.
150. Смирнова И.С. Применение токов высокой частоты для дезинсекции
зерна: Автореф. дис....канд.техн.наук.- М., 1957.- 16 с.
151. Андреев С.В. Термический и гистологический анализы механизма
действия электрического поля высокой частоты на насекомых// Итоги н.-иссл.
работ Всес. ин-та защ. Раст. за 1935г.- Л. ,1936.
152. Вишнякова
М.С.
Исследование
летального
действия
ультракоротких волн на долгоносиков и их влияние на хозяйственную годность
пшеницы// Электр.сел.хоз-ва.- 1934.- №5.- С.26-33.
153. Кузнецова К.А. Изучение действия токов высокой частоты на
насекомых// Итоги н.-иссл.работ Всес.ин-та защ.раст за 1935 г. – Л., 1936.
154. Дубровин Е.А. Исследование воздействия УКВ на клещей и
долгоносиков в различных стадиях развития// Применение ультракоротких
волн для дезинсекции и термического воздействия на пшеницу.- Л.-М.:
Госторгиздат,1937.- 192 с.: ил.
155. Пчельников Ю.Н. , Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких
частот.- М.: Радио и связь, I98I.- 95 с.: ил.
156,- Колесников Е.З., Рубаненко И.Р. СВЧ-установка для дезинсекции
зерна// Применение СВЧ-энергии в энергосберегающих процессах (тезисы
докладов V научно-технической конференции)/ Саратовское ОП НТО РЭС
им.Попова. А.С.- Саратов, 1986.
157. Кропачев Ю.Д. Перспективы борьбы о насекомыми-вредителями
токами высокой частоты при хранении бобовых культур// Повышение качества
электрификации с.х. производства: Сб.науч.тр.МИИСП.- М., 1982.- с.108-111.
132
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
158. А.с.566540 СССР МКИ A0ICI/00. Способ дезинсекции зерна/ В.П.
Клочков и др. Опубл. в Б.И., 1977, №28.
159. А.с.962125 СССР МКИ ADICI/00. Установка для дезинсекции зерна
/Э.А.Мельников, Е.В.Коваленок. Опубл. в Б.И., 1982, №3I.
160. Вендин С.В. СВЧ-дезинсекция семян гороха от гороховой
зерновки/ VI Вcеc.науч.-техн.конф. "Электрофизические методы обработки
пищевых продуктов и c.х. сырья". - М., 1989/- С126.
160. Вендин С.В. К вопросу СВЧ-дезинсекции семян бобовых культур//
Автоматика и вычислительная техника в с.х. производстве: Сб. науч.тр.
МИИСП.- М., I990.-.С.45-48.
161. Бородин И.Ф., Вендин СВ., Кузнецов С.Г. Взаимодействие
электромагнитной волны с семенами при дезинсекции зерна// Техника в
сел.хоз-ве.- 1991, №6.- С.8-10.'
163. Бородин И.Ф., Вендин С.В. СВЧ-дезинсекция семян гороха и
фасоли/ III Всесоюзный научно-производственный семинар молодых ученых и
специалистов «Новые идеи в растениеводстве и пути их реализации».Воронеж, 1991.
164. Батыгин Н.Ф. Биологические основы предпосевной обработки
семян и зоны ее эффективности//.Сельскохозяйственная биология.-1980.- T.I5,
№4. - с.504-509.
165. Батыгин Н.Ф., Куварин В.В., Каменир Э.А., Дмитриев А.И,
Использование физических воздействий для предпосевной обработки семян//
Материалы к заседанию НТС МСХ СССР.- М., 1984.- 46 с.
166. Бадзиля И.И., Шахов А.А. Образование неспаренных электронов в
растениях под влиянием высокоэнергетического излучения// Светоимпульсная
стимуляция растений.- Наука, 1971.- С.51-76.
167. Голядкин А.И., Губанов Б.А., Исмаилов К.А. Тепломассообмен и
свободно-радикальные процессы в семенах, обработанных в электромагнитном
поле ультравысокой частоты (ЭМП УВЧ)// Научные труды Казахского СХИ.1975..- T.I8, вып.2.- С.38-41.
168. Влияние предпосевной обработки семян амплитудно-манипулированным ЭМП СВЧ на рост и развитие козлятника восточного/ Полевик Н.Д. и
др.: Сб.науч.тр. ЧИМЭСХ.- Челябинск, 1991.- С.85.
169. Фальковский О.Н. Техническая электродинамика.- М.: Связь, 1978.432 с.: ил.
170. Бессонов
Л.А.
Теоретические
основы
электротехники:
Электромагнитное поле. Учебник для вузов.- 7-е изд., перераб. и доп.-М.:
Высш.школа, 1978.- 231 с.: ил.
171. Бейтмен
Г.
Математическая
теория
распространения
электромагнитных волн.- М.: Наука, 1958.- 180 с: ил.
172. Ленк Дж. Электронные схемы: Практическое руководство. Пер. с
англ.- М.: Мир, 1985.- 343 с.: ил.
173. Бородин И.Ф., Вендин С.В. Рассеяние плоских электромагнитных
волн сферическим препятствием// Автоматика и электромагнитные поля в с.х./
Сб.науч.тр; МИИСП.- М., 1989.- С.5-10.
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
174. Вендин С.В. Исследование напряженности электрического поля в
семени при СВЧ дезинсекции зерна// Электричество.- 1994, №3.-С. 54-59;
175. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных
работников и инженеров.- М.: Наука, 1984.- 835 с.: ил.
176. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для
инженеров и учащихся вузов.- М.: Наука, 1964.- 608 с.: ил.
177. Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах.- М.: Мир, 1984.Кн.1,2.
178. Кузнецов С.Г., Вендин С.В., Михайлов М.Д. Лабораторная СВЧ
установка// Автоматика и электромагнитные поля в сельском хозяйстве.- М.,
1989.- C.25-3I.
179. Бабенко А.А., Вендин СВ. Расчет импульсных электромагнитных
полей при СВЧ облучении диэлектрических материалов, ограниченных
металлическим экраном// Моделирование и автоматизация технологических
процессов с.-х. производства: Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1991.- C.I4-I8.
180. Вендин СВ. К расчету напряженности электрического поля при СВЧ
обработке полупроводящих плоскослоистых объектов, ограниченных
металлическим экраном// Сб.науч.тр. МИИСП.,1993.
181. Бабенко А.А., Вендин С.В. Энергетический спектр излучения
при импульсном СВЧ-воздействии на семена с.х. растений/ Науч.
техн.конф. ВНИПТИМЭСХ по итогам исследований 1990 г.- Зерно-град, 1991.С. 97-101.
182. Бабенко А.А., Вендин С.В. Распространение электромагнитного
импульса при СВЧ-обработке семян// Сб.науч.тр. МИИСП, 1992.
183. Паспорт
полупроводникового
микросопротивления
МТ-54
конструкции Карманова В.Г./ Ленинградский научно-исследовательский
институт.- 1978.
184. Основы теории надежности автоматических систем управления:
Учебное пособие для вузов/ Л.П.Глазунов, В.П.Грабовецкий, О.В.Щербаков.Л.: Энергоатомиздат, Ленигр.отделение, 1984.-208 с: ил.
185. 185. Капур К, Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем.
Пер. с англ.- М.: Мир,1980.- 604 с.: ил.
186. Электротехнология/ A.M.Басов и др.- M.: Агропромиздат, 1984.-256
с.: ил.
187. Глуханов Н.П. Физические основы высокочастотного нагрева. - Л.:
Машиностроение, 1989.- 56 с.: ил.
188. ГОСТ 12041-84. Семена сельскохозяйственных культур. Метод
определения влажности.
189. Гинсбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.Н. Теплофизические
характеристики пищевых продуктов: Справочник.- М.: Агропромиздат, 1990.287 с.
190. Лыков А.В. Теория сушки.- M.: Энергия, 1968.
191. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки,- М.: Госэнергоиздат, 1956.
192. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. - М.:
134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Госэнергоиздат, 1953.
193. Яворский Б.М., Дэтлаф А.А. Справочник по физике для инженеров
и студентов вузов,- М.: Наука, 1977,- 944 с.
194. Карташев Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности
твердых тел: Учеб. Пособие.- 2-е изд., доп.- М.: Высш. школа, 1985.
195. Тамуров Н.Г. Расчет нестационарных температурных полей в
двухслойной пластине// ИФЖ, 1962.- Т.5, №12.- C.I08-II2.
196. Мучник Г.Ф., Зайндеман И.А. Нестационарная теплопроводность в
многослойных средах// ИЖФ, 1962.- Т. 5, №11.
197. Вендин С.В. К расчету нестационарной теплопроводности в
многослойных объектах при граничных условиях третьего рода// ИФЖ, 1993.Т.65, №1.- C.98-I00.
198. Вендин С.В. К решению некоторых общих краевых задач
уравнения типа теплопроводности для ономерных многослойных объектов при
неоднородных граничных условиях третьего рода// Ред. "Инж.-физ. ж." АН
Беларуси.- Минск, 1994.- 9 с.- Деп. в ВИНИТИ.
199. Вендин С.В. Расчет температурных полей при СВЧ-нагреве
многослойных объектов// Сб.науч.тр. – МИИСП.- М., 1993.
200. Филиппов И.Ф,- Теплообмен в электрических машинах: Учеб.
пособие для вузов.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние, 1986.-256 с.: ил,
201. Янке Б,, Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции (формулы,
графики, таблицы), перев. с нем.- М.: Наука, 1964.
202. Шарков Г.А., Вендин С.В.; Математическая модель процесса СВЧнагрева семян в псевдосжиженном слое// Моделирование и автоматизация
технологических процессов с.х. производства: Сб. науч.тр. МИИСП.- М., I987.С.33-36.
203
Шарков Г.А., Вендин С.В, Процесс дезинсекции семян при
диэлектрическом нагреве// Вычислительная техника в управлении с.х.
производством: Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1988.- С.16-22.
204. Вендин С,В. К вопросу импульсного СВЧ-нагрева с.х. объектов//
Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1992.
205. Бабенко А.А., Вендин С.В. Термические аспекты СВЧ обработки
семян// Сб.науч.тр. МИИСП.- М., I992.
206. Вендин С.В. К вопросу использования импульсных СВЧ
генераторов для термообработки зерна// Техника с сельском хозяйстве.-I993.
№3.- С.28-29.
207. Вендин С.В. Высокочастотный нагрев в технологии обработки
семян зерновых// Техника в сельском хозяйстве.- 1994, №З.-C.I8-I9.
208. Электрофизические, оптические и акустические характеристики
пищевых продуктов/ И.А.Рогов и др.- М.: Легкая и пищевая промышленность,
1981.- 288 с.: ил.
209. Рогов И.А. Электрофизические методы обработки пищевых
продуктов.- И.: Агропромиздат, 1988.- 272 с.
210. Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений.- М.:
Энергоатомиздат, 1987.- 144 с.
135
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
211. Ковнеристый Ю.К., Лазарева И.Ю., Раваев А..А. Материалы,
поглощающие СВЧ-излучения.- М.: Наука, 1982.- 164 с.: ил.
212. Гинсбург А.С., Громов М.А. Теплофизические характеристики
картофеля, овощей и плодов.- М.: Агропромиздат, 1987.- 272 с.
213. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой.- М.:
Химия, 1980.- 248 с.: ил.
214. Авчуков В.В., Паюсте В.Я. Задачник по процессам
тепломассообмена.- М.: Энергоиздат, 1986.- 144 с.: ил.
215. Вендин С.З., Горин А.Д. Воздействие температурных факторов на
всхожесть семян зерновых при их обработке в электромагнитном поле СВЧ//
Доклада РАСХН. - 1994, №4..
216. Кузнецов С.Г., Вендин СВ., Воронов А.В., Литун И.Б..
Многомодульная конструкция СВЧ - установки и ее применение в
агропромышленных предприятиях// Моделирование и автоматизация
технологических процессов с.х. производства: Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1991.С.25-23.
217. Вендин С.В. Термоэлектрическая СВЧ-обработка в сельском
хозяйстве/ Научно-практическая конференция "Научно-технический прогресс в
инженерно-технической сфере АПК России". - М. 1992.
218. Разработка экологически чистых и энергосберегающих технологий
по производству и хранению с.х. продукции с использованием внешних
электромагнитных полей и внутренних биоэлектрических явлений// Отчет НИР,
этап I/ МИИСП: ВНТИЦ, инв. №О2920009415. 1990.-189 с.
219. Разработка экологически чистых способов снижения потерь с.х.
продукции с использованием СВЧ-энергии// Отчет НИР, этап II/ МИИСДП:
ВНТИЦ, инв. №32930004692, 1992,- 159 с.
220.. Разработка технологий и устройств для производства экологически
чистой с.х. продукции с применением биоэлектрической информации и
электромагнитных полей// Отчет НИР/ МИИСП: ВНТИЦ, инв. №02930001944,
1992.- 139 с.
221. Адлер Ю.П., Маркова Е.Е., Грановский Ю.В. Планирование
эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.-280 с.
222. Богданович Н.И. Расчеты в планировании эксперимента. Учеб.
пособие.- Л.: изд. ЛТА, 1978.- 80 с..
223. Изаков Ф.Я., Полевик Н.Д.. Обработка семян амплитудноманипулированным электромагнитным полем сверхвысокой частоты/ VI
Всесоюзная научн.-техн.конф. «Электрофизические методы обработки
пищевых продуктов и с.х. сырья.- М., 1989.- С.124-125.
224. Исследование процессов обеззараживания семян зерновых культур
и предпосевной их стимуляции на базе применения электромагнитных полей//
Отчет НИР/ МИИСП: ВНТИЦ, 1992, инв.№02930004943 - 92 с,
225. Архангельский Ю.С., Девяткин Н.И. Сверхвысокочастотные
нагревательные установки для интенсификации технологических процессов.Саратов: изд. СГУ, 1983.- 140 с.
226. Колесников Е.В. Разработка теории, конструкции и исследование
136
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
характеристик СВЧ электротермических установок вертикального типа:
Автореф.дис. ... канд.-техн.наук.- С.-Перербург, 1991.
227. Архангельский Ю.С. Проблемы применения математических
методов
при
проектировании
СВЧ-установок
для
обработки
сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов/ VI Всес.науч.-техн.
конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и c.х.
сырья.- М., 1989/- С.98-101.
228. Соколов
В.Н.,
Сатаров
И.К.,
Железняк
А.Р.
Расчет
электродинамических параметров прямоугольного волновода, частично
заполненного тонким поглощающим материалом/ V науч.-техн. конференция
«Применение СВЧ энергии в энергосберегающих технологических
процессах».- Саратов, 1986.- С.5-6.
229. Коломийцев В.А., Яковлев В.В., Железняк А.Р. Решение
внутренней краевой задачи электродинамики для прямоугольного волновода с
Т-ребром, частично заполненного поглотителем/ У науч,-техн. конференция
«Применение СВЧ энергии в энергосберегающих технологических
процессах».- Саратов, 1986.- С.6-7.
230. Шишмило Т.Н., Мальков Н.Н. Синтез рабочей камеры СВЧ
стерилизатора на базе КБВ/ V науч.-техн. конференция «Применение СВЧ
энергии в энергосберегающих технологических процессах».- Саратов, 1986.С.21-22.
231. Шимичев B.C., Брыков СИ. СВЧ сушильная установка для
получения чистых веществ/ V науч.-техн, конференция «Применение СВЧ
энергии в энергосберегающих технологиях».- Саратов, 1986,С.23.
232. Березин В.М., Буряк B.C., Гутцайт Э.М. Исследования макета
рабочей камеры СВЧ печи с несколькими генераторами/ V науч.-техн.
конференция
«Применение
СВЧ
энергии
в
энергосберегающих
технологических процессах».- Саратов, 1986.- С.24.
233. Брыков С.И., Килькеев Р.Ш. СВЧ печь для обжига строительной
керамики/ V научно-техническая конференция «Применение СВЧ энергии в
энергосберегающих технологических процессах».- Саратов, 1986.- С.28.
234. Архангельский Ю.С., Колесников Б.В. Исследование вертикальной
установки СВЧ обработки сыпучих материалов/ V науч.-техн. конференция
«Применение СВЧ энергии в энергосберегающих технологических
процессах».- Саратов, 1986.- С.29.
235. Вендин С.В., Михайлов М.Д., Кузнецов С.Г., Андержанов А.Л.,
Горин А.Д. Способ и устройство управления СВЧ-обработкой сыпучих
материалов// Автоматика и вычислительная техника в с.х. производстве:
Сб.науч.тр. МИИСП.- М., 1990.- С.10-14.
236. Михайлов М.Д. Оптимизация режимов работы СВЧ-установок
сельскохозяйственного назначения: Автореф.дис. …канд.техн. наук.- М., 1991.16 с.
237. Методические
рекомендации
по
комплексной
оценке
эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического
прогресса. Утверждены постановлением ГС СССР по науке и технике и
137
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Президиумом АН СССР от 3 марта 1988 г. №60/52.
238. Прейскурант №70-76. Оптовые (отпускные) цены на сортовые
семена овощных, бахчевых культур и корнеплодов (введены о 1.08. 84 ГК
СССР по ценам) по РСФСР с дополнением «Приказ СМ СССР» от 25.04.88 г.
№20;
239. Рекомендации по возделыванию фасоли на индустриальной основе.
П.Т.Кибасов, Н.М.Голбан, А.П.Гуцаленко, З.И.Наконечная и др./ в
надзаголовке НПО "Селекция".- Кишинев, 1982.- 12 с.
240. Прейскурант № 05-07. Оптовые цены на минеральные удобрения и
химические средства зашиты растений. Утверждены Госкомцен №384 от
20.05.80 г,
241. Рекус Г.Г., Белоусов А.И. Сборник задач но электротехнике с
основами электроники: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 1991.416с.: ил.
242. Методика технико-экономической оценки средств электрификации
и автоматизации сельскохозяйственного производства/ Водянников В.Т./ М.:
МИИСП.- 1987.- 36 с.
243. Гарбуз
В.М.
Исследование
систем
обогрева
грунта
культивационных сооружений: Автореф.дис. ..; канд.техн.наук. - М., 1969,-16с.
244. Исследование и обоснование способов и основных параметров СВЧ
установки для борьбы с сорняками в почве// Отчет НИР, этап I/ МИИСП:
ВНТИЦ, инв. №02900011889, 1989.- 50с.
245. Разработка и изготовление СВЧ стенда для проведения
исследований с семенами сорных растений в лабораторных условиях// Отчет
НИР, этап II/ МИИСП: ВНТИЦ, инв. №029I0046736, 1989.-47 с.
246. Горин А.Д., Вендин С.В. Термический эффект определяющий
фактор качества семян при СВЧ сушке/ VI Всесоюзная научно-практическая
конференция «Применение СВЧ энергии в технологических процессах и
научных исследованиях».- Саратов, 1991.- С. 16-17.
247. Горин А.Д., Вендин С.В. Проявление теплового эффекта при СВЧ
сушке семян/ Всесоюзная конференция «Применение СВЧ излучений в
биологии и сельском хозяйстве»,- Кишинев, 1991.- C.I8-I9.
248. Бородин И.Ф. СВЧ энергия в сельскохозяйственных
электротехнологиях/ Л Всесоюзная научно-техническая конференция
«Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и с.х. сырья» -М.:
I989, С. 95-98.
249. Горин А.Д., Вендин С.В. К вопросу термической задачи СВЧ
нагрева пантов северного оленя/ Всероссийский научно-технический семинар
«Высокоэффективные электротехнологии по производству продуктов сельского
хозяйства, их переработке и хранению». - М.: МГАУ.- 1993.- С.20-21.
250. Вендин С.В. Основные результаты комплексного анализа
эффективности применения электромагнитных полей СВЧ в процессах
термической обработки семян/ Всероссийский научно-технический семинар
«Высокоэффективные электротехнологии по производству продуктов сельского
хозяйства, их переработке и хранению». - М.: МГАУ.- 1993.- С.22-23.
138
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
251. Бородин И.Ф., Кузнецов С.Г., Гуриков В.М. Импульсная СВЧ
установка для обеззараживания кормов/ Всероссийский научно-технический
семинар «Высокоэффективные электротехнологии по производству продуктов
сельского хозяйства, их переработке и хранению».- М.: МГАУ.- 1993.- С.24-25.
252. Тарушкин В.И. Диэлектрическая сепарация семян: Автореф. дис. ...
докт.техн.наук.- М., I991- 32 с.
253. А.с.1586550 (СССР). Устройство для обработки семян// С.В.Вендин
и др.- Опубл. в Б.И., 1990., 31.
254. А.с.1669087 (СССР). Способ СВЧ-обработка диэлектрических
материалов// С.В.Вендин и др.- Опубл. в Б.И., 1991, №29
255. А.с1706419 (СССР). Способ дезинсекции семян бобовых// С.В.
Вендин и др.- Опубл. в.Б.И.,1992, №З.
256. A.с.I7381I7 (СССР). Способ предпосевной обработки семян,
находящихся в состоянии глубокого органического покоя// С.В. Вендин и др.Опубл. в Б.И., 1992, №21.
257. А.с.1766294 (СССР), Устройство для предпосевной обработки
семян// С.В.Вендин и др.- Опубл. в Б.И., 1992, №37.
258. А.с.1787346 (СССР). Устройство для СВЧ обработки семян// С.В.
Вендин и др.- Опубл. в Б.И., 1993, №2.
259. А.с.4736102/31 (СССР). Устройство для дезинсекции семян//С.В.
Вендин и др.- Опубл. в Б.И., 1993.
260. А.с.923400 (СССР). Установка для магнитной обработки семян//
А.А.Сергеев и др.- Опубл. в Б.И., 1982, №16.
261; А.с.917735 (СССР). Установка для магнитной обработки семян//
Н.Ф.Бондаренко и др.- Опубл. в Б.И., 1982, №13.
262. А.с.950213 (СССР). Установка для магнитной обработки семян//
Э.А.Мельников и А.С.Морозов.-Опубл. в Б.И., 1982, №30.
263. А.с. 485717 (СССР). Способ предпосевной обработки семян// Ю.И.
Авдеев.- Опубл. в Б.И., 1975, №36.
264. А.с.416033 (СССР). Способ послеуборочного дозревания семян//.
М.С.Ефимов.- Опубл. в Б.И., 1974, №7.
265. А.с.1207412 (СССР). Способ предпосевной обработки семян с
глубоким органическим покоем// А.М.Гроздинский и др.- Опубл. в Б.И., 1986,
№4.
266. А.с.1484308 (СССР). Способ предпосевной обработки семян
капусты// Г.А.Купавин, В.В.Токарев.- Опубл. в Б.И., 1989, №21.
267. А.с.85092 (СССР). Термодезинфектор для зерна// Н.И.Куликов.Опубл. в 1949.
268. А.с.252005 (СССР). Способ предпосевной обработки семян
сахарной свеклы// А.Г.Радченко.- Опубл. в Б.И., 1969, №28.
269. А.с.1209057 (СССР). Устройство для подготовки семян к посеву//
Г.А.Шарков и С.А.Андреев.- Опубл. в Б.И., 1986, №5.
270; А.с.950214 (СССР), Способ предпосевной обработки семян// Н.В.
Цугленок.- Опубл. в Б.И., 1982, №30..
271. А.с.563938 (СССР). Способ обработки семян сельскохозяйственных
139
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
культур// Н.В.Цугленок, Г.И.Цугленок.- Опубл. в Б.И., 1977, №25.
272. А.с.660612 (СССР). Способ предпосевной обработки семян// З.П.
Краденов и др.- Опубл. в Б.И., 1979, №17.
273. А.с.933017 (СССР), Установка для предпосевной обработки семян //
В.Н.Писаревский и др.- Опубл. в Б.И., 1982, №21.
274. А.с.880288 (СССР). Способ обработки семян// Г.С.Гикало и др. Опубл. в Б.И., I981, №42.
275. А.с.400125 (СССР). Способ скарификации семян// Н.В.Галай и др.Опубл. в Б.И., 1977, №29.
276. ГОСТ I2.1.006-84 ССБТ. Электрические поля радиочастот.
Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
277. ГОСТ 23914-79. Защита растений. Правила протравливания семян и
посадочного материала сельскохозяйственных культур.
278. ГОСТ 10246-86. Семена гороха. Сортовые и посевные качества.
Технические условия.
279. ГОСТ 10251-85. Семена фасоли и маша. Сортовые и посевные
качества. Технические условия.
280. ГОСТ 10467-73. Семена пшеницы и полбы. Сортовые и посевные
качества. Технические условия.
281. ГОСТ 10469-76. Семена ячменя. Сортовые и посевные качества.
Технические условия.
282. ГОСТ 10470-76. Семена овса. Сортовые и посевные качества.
Технические условия.
283. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила
приемки и отбора проб.
284. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы
определения всхожести.
285. ГОСТ 12039-82. Семена сельскохозяйственных культур. Методы
определения жизнеспособности.
286. ГОСТ 12044-81. Семена сельскохозяйственных культур. Методы
определения зараженности болезнями.
287. ГОСТ 12045-81. Семена сельскохозяйственных культур. Методы
определения заселенности вредителями.
288. V.Vodicka. Eindimensionale Warmeleitung in geschichteten Korpern/
Mathematische Nachrichten./ Bd/14, H.1, 1955, S.47-55.
289. Jacobs H., Morris G. and Hoffer R.C. Interferometric Effect with
Semiconductors in the Millimeter – Wave Region// Jornal of the optical society of
America, 1967, vol. 57, №8, p.993-999.
290. Nelson L.O., Charity L.F. Frequency dependence of Energy Absorption
by Insects and Grain Electric Fields.- Transactions of the ASAE, USA, 1972, V. 15,
№6, p.1099-1102.
291. Swaminathan A. Effect of infestation on weigt loss, hygienic condition,
acceptability and nutritive value of food grains. - The Ind. J. Nutr. Dietet., 1977, v.14,
p.205-206.
292. Bains S.S., Battu G.S., Atwal A.S. Distribution of Trogoderma grandrium
140
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
werts fnd other stored grain insect pests in Punjab and losses canced buthem. – Bull.
Grain Technol., 1976,v.14, №1, р.18-29.
293. Matioli I.C. Antunes de Almeida A., Matioli C.H. Efeitas do infestacao do
Sitphilus oryzae (L.,1763) sorbe a geminacao de sementes de milho armazemado/ rev. brasil.arm. 1978, v.3,№4, p.15-28.
294. Gard H.O., Taneja V.K., Krishnamurthy K. Studies on pesticide residues
in food grains Part 1. Assesment of pesticide residues in wehat marketed in Punjab
Haryana and U.P. – Bull grain Technol; 1977, V17. №12, P. 135-140.
295. Mensah G. W. K., Watters F.L. Uptake of Cromophos in to bulk stored
whead from treated granary surfacts.- J.Econ. Entomol.,1979,v.72, p.275-276.
296. Mensah G.W.K., Watters F.L., Webster G.R.R. Translocation of
maluthion, bromophos and iodenphos in to stored grain from treated structural
surfaces.- .- J.Econ. Entomol.En., 1979, v.72, p.385-391.
297. Borcer P.S. Theresponses of eight strains of Tribolium (Hebst) to
hudrogen phosphide. - Manitoba Entom.,1975, v.9, p.39-42.
298. Batia S.K. Measures against the development of resistance to insecticides
in insets infesting stored products.- Bull. grain Technol., 1978,v.16, №2, p. 114-117.
299. Champ B.R. Resticidae resistance and ist current significance in control of
pest of stored product. – Proc.2 nd Intern. Worc. Conf. Stored – Product Ent., Ibadan,
Nigeria, 1978, p. 159-181.
300. Bansonde P.S., Campebell W.V. Evaluation of North Carolina field strain
of the red flour beetle for resistance to malothion and oter arganophosphorus
compounds. - I. Econ. Entormol., 1979, V. 72. p. 331-333.
301. Bansonde P.S. Status of insecticidae resistance field populations of stored
product insects in India.- Pesticedes, 1979, V. 13, №8, p. 19-23.
302. Nelson S.O. Fossibilities for controlling stored – grain insect with RF –
energy. –Microwave Power, 1972, V. 7, p. 231 – 239.
303. Boulanger R.I. Boerner W.M. Hamid M.A. Microwave and dielectric
heating systems.-Milling, 1973,V.153,№ 2,p.18-21/
304. Braun C.K. Preliminary note on the adaptation of centra in radioprinciples
to insect in westigation work. – Ann. Univ. Sellenbosch, 1924, ser. A.,№2.
305. Lutz F.E. A much abused but stillcheerfull crieket. – I.N.Y.Entom., 1927,
Soc., V.35,p.1.
306. Adams I.M. Arewiev of the literature concerning losses in stored cereals
and pulses, pubeished singe 1964. - Trop.Sci., 1977, v.19, №2, p.1-28.
307. Bardwai A.K., Girigh G.K. Assesmtnt of storage losses in wheat due to
insect damage in Punjab. - Bull. Grain Technol,1977, v.15, №2, p.126-129.
308. Boxall R.A., Tyler P.S., Prevett P.F. Loss assesment methodology – the
current situation. – proc.2 nd intern Wore. Conf. Stored – Product Ent. Ibagan,
Nigeria, 1978, p.29-36.
309. Davis I.H. Radio waves to kill insect pests. – Scientific Amer., 1933,
p.148, 272-273.
310. Headlee T.J., Jobins D.M. Further studies of the use of radio waves in
insect control. – J. Econ. Entomol., 1936, V.29, p.1.
311. Kirkpatriek P.L., Tilton E. W. Infrared radiation to control adult product
141
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Coleoptera. – J. Ca Entomol. Soc., 1972, v.7, p.73-75
312. Kirkpatriek P.L. Infra-red radiation to control of lesser grain borers and
rice weevil in bulk wheat (colkotera): Bostichidae and Curculionidae.- J.Ca. Entomol.
Soc., 1975, v.48, p.101-104.
313. Vendin S.V. Investiqation of the Electric field Intensity in Seed During
UHF-Disinfestation.-Electrical Technology, 1994, №1, p/169-178.
314. Вендин С.В. Влияние электрофизических свойств среды на процесс
лазерной обработки биологических объектов// Сб. науч. трудов ХДСУГ.-Харкiв,
2002.- С.243-25.
315. Вендин С.В. Розсiювання i поглинания потоку електроманiтноi
енергii оптичного дiапазону окремою структурою бiологiчного об,екта//
Вестник науки и техники, выпуск 4, Харьков, ХПИ, 2002.- С.30-37.
316. Вендин С.В. Теоретические основы использования СВЧ-энергии для
интенсификации технологических процессов и энергосбережения в
растениеводстве// Бюллетень научных работ ФГОУ ВПО БелГСХА, №1.Белгород, 2003, С.81-89.
317. Вендин С.В. Микроволновый нагрев для сельскохозяйственного
производства// Тез. Докл. ХIII международной научн.производственной конф.
«Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути
их решения». -Белгород.-Изд-во БГСХА, 2009.- С.184.
142
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Научное издание
Вендин Сергей Владимирович
ТЕОРИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВЧ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН
Монография
Корректор Л.С. Петроченко
Издательство ОАО «Центральный коллектор библиотек «БИБКОМ»,
115193, Москва, ул. Петра Романова, д. 12,
тел. (495) 995-95-77, е-mail: izdat@ckbib.ru
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
56
Размер файла
1 779 Кб
Теги
анализа, процессов, метод, математические, семя, тепловых, 7460, теория, обработка, свч
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа