Electrotehnologii

Temă de proiectare:

Sa se proiecteze componentele principale ale unui magnetron ale carui date nominale sunt prezentate mai jos

Date nominale :

1.Frecvenţa de lucru, f=2450 MHz

2.Temperatura mediului ambiant (temperatura iniţială), ta= 20 - C

3.Tensiunea anodică, Ua= 4 KV

4.Tensiunea de filament, Uf =3,98 V

5.Puterea la ieşire, Pi=1,8 KW

6.Curentul de filament, If =10,85 A

7.Curentul anodic maxim, Ia=700 mA

8.Materialul catodului emisiv, nichel acoperit cu oxizi

9.Numărul de cavităţi rezonante, N=10

10.Inducţia magnetică în spaţiul de interacţiune, B0=0,092T

11.Masa dielectricului supus uscării, M=6,5 kg

12.Material de procesat: Rasina

13.Timpul initial:

14.Timpul final:

15.Timpul de pauza:

Capitolul I

Generalităţi privind procesarea termică cu microunde.

Construcţia magnetronului

Energia microundelor a fost folosită în procesele industriale de foarte mulţi ani. Folosirea acestora în locul surselor convenţionale de căldură s-a produs datorită mai multor avantaje cum ar fi:

- Încălzirea rapidă în profunzime

- Economisire de energie şi timp, şi îmbunătăţirea calităţii

- Sistemul este mult mai compact decât sistemul convenţional

- Se realizează afânarea materialului

- Absorbţia energiei în mod selective de către constituenţii cu pierderi

- Energia se disipă repede în volumul materialului

- Evită uscarea excesivă

- Un cost relativ scăzut al întrţinerii

- Energia este transferată într-un mod mai curat (fără poluare).

Microundele sunt oscilaţii electromagnetice cu frecvenţe cuprinse între Hz. Frecvenţele utilizate în domeniul procesării cu microunde corespund benzilor de frecvenţă pentru aplicaţii industriale, ştiinţifice şi medicale alocate de Uniunea Internaţională pentru Telecomunicaţii, numite frecvenţe ISM, dintre care, în Europa sunt autorizate benzile de 2450 MHz, 5800 MHz şi 22125 MHz, cea mai utilizată fiind frecvenţa de 2450 MHz, din considerente privind costul şi puterea instalaţiilor.

Lungimea de undă fiind inferioară dimensiunilor instalaţiilor, procesarea cu microunde este - aplicaţie a propagării în ghiduri de undă a undelor electromagnetice.

Ghidul de undă este un domeniu conductor sau dielectric, situat de-a lungul unei axe, delimitat de suprafeţe de discontinuitate a parametrilor electrici şi magnetici, prin care câmpul electromagnetic se propagă pe direcţia axei sale.

Adâncimea de pătrundere

Propagarea unei unde electromagnetice plane după - direcţie z într-un mediu cu pierderi este caracterizată de ecuaţiile cunoscute, cu soluţia: , , unde  este factorul de atenuare. La deplasarea într-un mediu cu pierderi, unda se atenuează, iar puterea disipată scade.

Adâncimea de pătrundere este distanţa măsurată de la suprafaţa materialului până la punctul unde puterea disipată scade de e ori.

Adâncimea de pătrundere creşte cu lungimea de undă sau cu scăderea frecvenţei, astfel că la frecvenţele utilizate la procesarea cu microunde adâncimea de pătrundere este de ordinul centimetrilor şi variază cu temperatura şi proprietăţile materialului.

Fenomenul de procesare cu microunde frecvent întâlnit este încălzirea materialelor dielectrice, datorită histerezisului în câmpuri electrice variabile în timp, care are ca efect conversia energiei electromagnetice în energie termică. Pierderile în dielectrici sunt sursa de energie. Încălzirea cu microunde este - încălzire volumetrică, a cărei eficienţă depinde de caracteristicile materialului procesat. Procesul termic evoluează rapid, transferul de căldură în interiorul materialului fiind independent de viteza curentului de aer. Concentrarea de energie în volume mici de material are ca efect creşteri importante de temperatură ce pot modifica proprietăţile materialului.