Спосіб формування штабелю пиломатеріалів для сушіння в камерах, що використовують енергію нвч

Спосіб формування штабелю пиломатеріалів для сушіння в камерах, що використовують енер 28741 ломатеріалів та прокладок, поляризації падаючої НВЧ хвилі. За умов, що трапляються у практиці (великі товщина та вологість, листяні тверді породи - дуб, бук, граб, червоне дерево, чорне дерево, стальне дерево, поляризація уздовж волокна) eеф досягає десяти. Тому коефіцієнт відбиття має велике значення (при eеф =9 R=0,5), що створює несприйнятливі умови для роботи джерела енергії НВЧ. Задача винаходу - суттєве зменшення коефіцієнту відбиття електромагнітної хвилі НВЧ діапазону шляхом спеціального формування штабелю пиломатеріалів для сушіння в камерах, що використовують енергію НВЧ. Для цього шари деревини об'єднують в групи, кожну групу складають не менше як з двох шарів, кожний наступний шар групи зміщують в площині шарів відносно попереднього шару на деяку відстань, внаслідок чого в штабелі утворюються ділянки з різним ступенем заповнення деревиною. Зовнішні ділянки - найменш заповнені (найбільш розріджені), кожна наступна - більш заповнена, найбільш заповнена - внутрішня ділянка. З фізики відомо, що електромагнітні хвилі відбиваються тоді, коли є неоднорідність - стрибок радіофізичних характеристик. Для деревини це стрибок комплексної діелектричної проникності e (магнітна проникність деревини m=1). Наприклад, на межі повітря - штабель діелектрична проникність змінюється з одиниці до eеф - більшої одиниці. Стрибок ефективної діелектричної проникності тим менший, чим менше відрізняються коефіцієнти заповнення об'єму деревиною (коефіцієнт заповнення можна визначити як відношення заповнення об'єму деревини в даній ділянці до об'єму ділянки; останній є сумою об'єму повітря та об'єму деревини в даній ділянці). Ефективна діелектрична проникність ділянки пропорційна коефіцієнту заповнення. Коефіцієнт відбиття Rі від межі двох ділянок з номерами і та і+1 з діелектричними проникностями eі та eі+1 дорівнює: R= e еф i +1 - e ефi e ефi+ 1 + e ефi Для пояснення розглянемо найпростіший варіант формування штабелю, коли група утворюється двома шарами деревини. У цьому випадку штабель формують так, що його парні та непарні шари зміщують в площинах шарів на деяку відстань, внаслідок чого в штабелі утворюється розріджена (менш заповнена) ділянка з eеф1 (та залишається основна ділянка з eеф ). Зміщення парних та непарних шарів пиломатеріалів приводить до зменшення ефективної діелектричної проникності початкової розрідженої ділянки штабелю eеф1, отже й коефіцієнта відбиття від межі повітря - розріджена ділянка штабелю, бо коефіцієнт відбиття від цієї межі R1 = e еф 1 - 1 e еф 1 + 1 . Коефіцієнт відбиття від другої межі - розріджена ділянка штабелю - основна ділянка - також невеликий, адже коефіцієнт відбиття від цієї межі R2 = e еф - e еф 1 eеф + e еф 1 , а eеф та eеф1 ближче одне до одного, ніж eеф до 1. Крім того, внаслідок вибору відстані зміщення між парними та непарними шарами, в об'ємі перед штабелем досягається компенсація хвиль, відбитих від усі х шарів. Для групи з двох шарів ця відстань наближено дорівнює: L= l a 2 2 2a + t (e 2 - 1) , де l - довжина хвилі джерела енергії НВЧ, a=t+d, t - товщина пиломатеріалів, d - товщина прокладок між шарами, e2 - дійсна частина діелектричної проникності пиломатеріалів при середній вологості Wсep=(Wпоч+Wк )/2, Wпоч , Wк - початкова та кінцева вологість пиломатеріалів. При використанні звичайного способу формування штабелю з дуба eеф досягає 9. Коефіцієнт , ( тобто коефіцієнт відбиття тим менший, чим менший стрибок діелектричної проникності. На межі повітря - штабель (і=1) eеф1=1, eеф2 найменша з усіх ділянок штабелю, тобто найближча до одиниці, отже R1 суттєво зменшується (порівняно з коефіцієнтом відбиття R від межі повітря штабель в штабелях, сформованих за звичайними правилами). На наступних межах, аж до останньої, стрибок eефі також невеликий, адже стрибок ефективної діелектричної проникності від 1 до eеф , який притаманний сформованому за звичайними правилами штабелю, розділений на стільки частин, скільки шарів у гр упі. Отже всі Rі значно менші, ніж R. Крім того, кожний наступний шар групи зміщують в площині шарів відносно попереднього шару на відстань, при якій в об'ємі перед штабелем хвилі, відбиті від усі х шарів, компенсуються. )( ) відбиття R = 9 -1 9 + 1 = (3 - 1) /( 3 + 1) = 0,5 . При цьому чверть потужності джерела повертається знову у джерело. Якщо потужність джерела 4 Квт (а це звичайний варіант), то 1 Квт повертається у джерело. Неважко уявити, до чого це може привести. Запропонований спосіб формування штабелю дозволяє значно зменшити коефіцієнт відбиття. За умов, наведених вище, при товщині прокладок, що дорівнює товщині пиломатеріалів, з групами з двох шарів, коефіцієнт відбиття дорівнює 0,079, що еквівалентно відбиттю 0,6% потужності. Практичні вимірювання, виконані на штабелі дубови х дощок товщиною 30 мм з прокладками 25 мм з групами з двох шарів, до вели, що запропонований спосіб формування штабелю пиломатеріалів дозволяє ефективно узгоджувати джерело енергії НВЧ з штабелем. 2 28741 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 3