Влияние СВЧ электромагнитного поля на распределение температуры в композиционных материалах
Аннотация
Работа посвящена исследованию динамики нагрева высокоэнергетического композита с поглощающим СВЧ-энергию наполнителем, расположенным в радиопрозрачной полимерной матрице. Инструментом для исследования влияния СВЧ электромагнитного поля на динамику нагрева композита с поглощающим СВЧ-энергию наполнителем является математическая модель, состоящая из системы взаимосвязанных уравнений электродинамики и теплопереноса. В статье приведены результаты численного математического моделирования в виде распределения температурного поля в объеме композита и в выбранных сечениях поглощающего наполнителя. Получено распределение напряжённости электрического поля электромагнитной волны по длине волновода с образцами высокоэнергетического композита различной формы с различным расположением поглощающего наполнителя в объеме полимерной матрицы. Показано влияние вида наполнителя, формы и его размеров, расположения образцов в рабочей камере на динамику нагрева при обработке в СВЧ электромагнитном поле.
Литература
2. Сейсенова А.Б. и др. Влияние добавок на характеристики горения высокоэнергетических твердых соединении. – Chronos, 2019, № 9 (36), с. 50–55.
3. Gundawar M.K. High-Energy Materials Application. – Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, 2020, pp. 401–419, DOI:10.1016/b978-0-12-818829-3.00018-6.
4. Kondratev R. Microwave Solid Fuel Ignition. – Journal of Physics: Conference Series, 2021, 2094(5): 052054, DOI:10.1088/1742-6596/2094/5/052054.
5. Передерин Ю.В., Попок Н.И. Метательная способность индивидуальных компонентов высокоэнергетических композитов: моделирование и прогнозирование. – Ползуновский вестник, 2013, № 3, с. 95–97.
6. Передерин Ю.В. Прогнозирование свойств высокоэнергетических композитов с использованием информационных технологий: автореф. дис.… канд. техн. наук. Бийск, 2013, 19 с.
7. Панков С.Е. Особенности формирования высокоэнергетических материалов на основе порошковых термитных материалов Al-Ni. – Известия ТулГУ. Технические науки, 2020, № 2, с. 165–173.
8. Николаев Г.С., Сазонова Е.А. Современные и перспективные высокоэнергетические материалы в системах разделения космических аппаратов. – Проблемы и перспективы развития АПК и сельских территорий, 2022, т. 1, с. 515–519.
9. Хименко Л.Л. и др. Экспериментальное исследование воздействия электромагнитного СВЧ-излучения на детали из полимерных высокоэнергетических материалов. – Прикладная механика и техническая физика, 2014, т. 55, № 4(326), с. 3–10.
10. Козлов А.Н. и др. Экспериментальное исследование воздействия СВЧ-излучения на образцы топлива твердотопливных ракетных двигателей. – Известия Челябинского научного центра УрО РАН, 2007, № 4, с. 14–18.
11. Пономарев С.Г., Сидорцова О.Л., Кормилицин М.Н. Керамические поглотители СВЧ энергии на основе алюминиево-магниевой шпинели. – Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения, 2018, т. 18, № 3, с. 705–708.
12. Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия. Саратов: СГТУ, 1998, 408 с.
13. Тригорлый С.В. и др. Моделирование СВЧ-нагрева диэлектриков с поглощающими СВЧ-энергию наполнителями в камерах с бегущей волной. – Вопросы электротехнологии, 2020, № 4(29), с. 15–23.
14. Sun J., Wang W., Yue Q. Review on Microwave-Matter Interaction Fundamentals and Efficient Microwave-Associated Heating Strategies. – Materials, 2016, 9(4): 231, DOI:10.3390/ma9040231.
15. Васинкина Е.Ю. СВЧ модификация эпоксидного базальтонаполненного олигомера для улучшения функциональных свойств композита на его основе: дис. … канд. техн. наук. Саратов, 2023, 154 с.
16. Тригорлый С.В. и др. Моделирование СВЧ электротехнологических процессов и установок с помощью программного пакета COMSOL Multiphysics. Саратов: Амирит, 2019, 105 с.
17. Alekseev V.S. et al. Numerical Simulation of the Processes of Microwave Heating of Dielectrics in Traveling Wave Chambers. – International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems, 2019, DOI:10.1109/ICOECS46375.2019.8949964.
18. Захаров В.В., Тригорлый С.В. Численные и экспериментальные исследования процессов СВЧ термообработки диэлектриков в СВЧ камерах бегущей волны. – Вопросы электротехнологии, 2020, № 1 (26), с. 14–22.
19. Bekeshev A. et al. Modeling of the Modification Process of an Epoxy Basalt-Filled Oligomer in Traveling Wave Microwave Chambers. – Journal of Composites Science, 2023, 7(9): 392, DOI:10.3390/jcs7090392.
