Энергозатраты на сушку зерна составляют около 30% от общей энергоёмкости процессов производства зерна. Снижение энергоёмкости сушки возможно за счёт исполь-зования микроволнового поля. В этом случае необходимо разработать такую конструкцию СВЧ – конвективной зоны, чтобы обеспечить равномерность сушки зерна по всему её объёму. Для этого целесообразно проводить моделирование процесса. Разработанная компьютерная модель тепло и – влагообмена в зерновом слое позволяет проводить моделирование при изменяющихся параметрах зернового слоя и агента сушки. Кроме того в ней учтены особенности изменения удельной мощности микроволнового поля в зоне сушки от влажности зерна и расстояния до магнетрона. В работе представлены результаты моделирования сушки зерна при двух вариантах распределения воздуха в СВЧ – конвективной зоне.

Ключевые слова: сушка зерна, слой зерна, микроволновое поле, СВЧ – конвективная сушка, тепло и – влагообмен, компьютерная модель, моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Микроволновое воздействие используют для сушки, предпосевной обработки и обеззараживания зерна. Во всех этих процессах очень важно контролировать изменение параметров зернового слоя. Использование датчиков для прямого измерения температуры и влажности зерна и воздуха затруднительно. Поле СВЧ вносит погрешности в измерения, поэтому рассматривается возможность косвенного контроля этих величин. Для косвенного измерения этих величин разработана компьютерная модель. Исходными для разработки модели послужили дифференциальные уравнения в частных про-изводных, которые были представлены в операторном виде. Это позволило использовать для компьютерной модели программное обеспечение для анализа и синтеза систем управления. Simulink - модель тепло и – влагообмена в толстом слое зерна, при СВЧ – конвективном воздействии, создана с использованием элементарных динамических звеньев автоматики. Использование этой модели в системах управления процессами сушки и обработки зерна позволит повысить точность контроля и регулирования.

Ключевые слова: сушка зерна, слой зерна, влажность зерна, температура зерна, агент сушки, микроволновое воздействие, тепло и - влагообмен, моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

В статье приведено обоснование необходимости получения диэлектрических свойств зерновых материалов для исследования процессов СВЧ-конвективной тепловой обработке зерна. Описаны недостатки существующих методов исследования диэлектрических свойств при исследовании псевдоожиженного и взвешенного слоя. Описана лабораторная установка и эксперимент по исследованию взвешенного слоя зерна. Приведены результаты экспериментальных исследований по определению фактора диэлектрических потерь пшеницы, подвергающейся СВЧ обработке. Полученные результаты для разных плотностей материала соответствуют общей динамике, но значительно отличаются по уровню. Так, для плотного слоя, что соответствует плотности 660 кг/м3 в диапазоне влажностей 11-30% коэффициент диэлектрических потерь изменяется в диапазоне 0,18-0,42; для псевдоожиженного слоя (440 кг/м3) 0,06-0,15; для взвешенного (220 кг/м3) 0,1-0,3.

Ключевые слова: энергоэффективность, микроволновое поле, тепловая обработка зерна, моделирование поля, прямой нагрев, диэлектрик

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

В статье описаны результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению напряженности электромагнитного поля в слое зернового материала, подвергающегося СВЧ обработке. В области теоретических исследований приеден экспоненциальный закон затухания электромагнитной волны в материале и модель, построенная в программном комплексе CST Studio. Также представлен вид оборудования, разработанного для экспериментальной оценки напряженности поля и картины его распространения в слое обрабатываемого продукта. Приведены зависимости, описывающие принцип измерения, реализованный в указанном устройстве. Представлена оценка соответствия теоретических и экспериментальных способов измерений. В заключении сделаны выводы по результатам представленной работы.

Ключевые слова: энергоэффективность, микроволновое поле, тепловая обработка зерна, моделирование поля, прямой нагрев, диэлектрик

05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Обоснована актуальность и целесообразность применения биосенсоров с активным биологическим слоем для экологических исследований. Проведено исследование биосенсоров различной конфигурации для построения тестовой системы экологического контроля загрязнений и определения степени токсичности водной среды. Построена имитационная модель биосенсорной системы. Селективность биосенсоров определялась путем теоретических экспериментов, в которых определялся аналитический сигнал биосенсора для данного биологически активного слоя без других биологически активных веществ. Выявлены взаимозависимости между типом преобразователя и биологически активным веществом. Была разработана программная реализация бисенсорной системы, которая позволяет выявить ряд загрязнителей и использовать не только различные преобразователи, но и различные штаммы.

Ключевые слова: биосенсор, штамм, кварцевый резонатор, имитационная модель, экологические исследования, загрязнители, токсичность, чувствительность

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Рассмотрена возможность получения безобжигового ангидритового вяжущего в аппаратах вихревого слоя. Исследовано влияние продолжительности измельчения сырья на его удельную поверхность. Получены экспериментально-статистические модели свойств прессованных мелкозернистых бетонов на основе полученного вяжущего. Ключевые слова: ангидритовое вяжущее, прессование, мелкозернистые бетоны

05.23.05 - Строительные материалы и изделия