Некоторые аспекты взаимодействия электромагнитных полей с поляризующимися средами (15.08.2007)
Автор: Галимбеков Айрат Дамирович
на правах рукописи ГАЛИМБЕКОВ АЙРАТ ДАМИРОВИЧ НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ С ПОЛЯРИЗУЮЩИМИСЯ СРЕДАМИ 01.04.14. Теплофизика и теоретическая теплотехника. АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Научный консультант - доктор технических наук профессор Ковалева Л.А. Уфа - 2007 Работа выполнена в Башкирском государственном университете Научный консультант: доктор технических наук, профессор Ковалева Лиана Ароновна Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Лежнин Сергей Иванович доктор физико-математических наук, профессор Кислицын Анатолий Александрович доктор физико-математических наук, профессор Мигранов Наиль Галиханович Ведущая организация: Институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова Защита диссертации состоится ______________ 2007 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.013.04 в Башкирском государственном университете по адресу: 450057, г.Уфа, ул. Фрунзе, 32, физический факультет, ауд. 216. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета. Автореферат разослан «____» __________ 2007 г. Ученый секретарь Диссертационного совета Д 212.013.04 доктор физико-математических наук, доцент Шарафутдинов Р. Ф. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы В последние годы возрос научный интерес к проблемам взаимодействия электромагнитных полей с веществом, причем, особый интерес представляет исследование воздействия на различные среды мощных высокочастотных и сверхвысокочастотных электромагнитных полей (ВЧ и СВЧ ЭМП). Этот интерес обусловлен перспективностью применения электромагнитного воздействия в наукоемких отраслях производства в целях интенсификации технологических и физико-химических процессов и управления ими путем непосредственного воздействия на рабочую среду. ВЧ и СВЧ технологические процессы получили широкое применение и распространение в различных областях промышленности: химической, в машиностроении, пищевой, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, медицинской и др. Примерами таких применений электрических и магнитных полей являются технологии разделения составляющих неоднородной среды, а также разнообразные применения ВЧ и СВЧ ЭМП в технологических процессах нагрева и термообработки, сушки, размораживания и т. д. В отличие от существующих методов воздействия на сплошную среду ВЧ и СВЧ ЭМ воздействие обладает рядом преимуществ. Так, во-первых, электромагнитные волны распространяются до полного затухания на достаточно большие расстояния вглубь объекта воздействия, и речь может идти о различных электрогидродинамических явлениях и управлении ими в глубинах рабочей среды. Во-вторых, при воздействии на материальные среды ВЧ и СВЧ ЭМП в среде за счет диссипации энергии электромагнитного поля в тепло возникают распределенные источники тепла. Значение плотности тепловых источников определяется видом (геометрией) распространяющейся в среде электромагнитной волны и диэлектрическими свойствами среды. Таким образом, при заданной геометрии волн для данной среды, изменяя частоту ВЧ и СВЧ ЭМП, возможно осуществление управляемых процессов взаимодействия ЭМП со средой (например, нагрев на заданную глубину). Кроме того, известно, что воздействие ВЧ и СВЧ ЭМП, в отличие от квазистационарных ЭМП, обладает характерными особенностями: 1. Период изменения ВЧ и СВЧ ЭМП обычно намного меньше характерного времени задачи. 2. Частоты ВЧ и СВЧ ЭМП не ограничены условием малости по сравнению с частотами, характерными для установления электрической и магнитной поляризации, то есть, когда имеет место дисперсия диэлектрической и магнитной проницаемостей. , обусловленный собственным вращением частиц – носителей скрытого вращения, в качестве которых могут выступать сами молекулы среды или посторонние включения. Таким образом, воздействие ВЧ и СВЧ ЭМП на сплошные среды качественно отличается от воздействия квазистационарных ЭМП и требует принципиально нового подхода к исследованию данных систем. Вопросы, эффекты и особенности взаимодействия ВЧ и СВЧ ЭМП с различного рода средами составляют новое направление – высокочастотную электромагнитную гидродинамику (ВЧ ЭМГД). Ее теоретическую базу составляет взаимосвязанная система уравнений электродинамики, термодинамики и гидродинамики. Несмотря на разнообразные применения воздействия ВЧ и СВЧ ЭМП, теория этого вопроса применительно к рабочим средам, которые на практике в большинстве случаев представляют собой многофазную, многокомпонентную среду остается мало изученной. Целью данной диссертации явилось: Развитие нового направления исследований - высокочастотной электромагнитной гидродинамики (ВЧ ЭМГД) для поляризующихся дисперсных систем с учетом химических реакций, поверхностных явлений и адсорбционных процессов в пористой среде. |