Диэлектрические потери при термической обработке дисперсных сред
https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-6-1223-1231
Аннотация
Цель – изучение зависимости диэлектрических потерь механоактивированных зерновых культур (на примере пшеницы) при термической обработке от частоты внешнего электрического поля и температуры; исследование влияния размерности частиц мелкодисперсных образцов зерна на его электрофизические характеристики и диэлектрические потери. Экспериментальные образцы дисперсных систем с размерами частиц в интервале от 50 до 1000 μm подготовлены методом механоактивации. Измерения температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь проводились диэлектрическим методом в широком диапазоне частот. Исследована зависимость тангенса угла диэлектрических потерь tgδ механоактивированных образцов пшеницы с разной величиной степени дисперсности частиц в широком диапазоне температуры от 20ºС до 250ºС со скоростью нагрева 0,7 град/мин. Выявлено, что диапазон вариации частоты внешнего электрического поля расположен в интервале от 25 Гц до 106 Гц. Измерения электрической емкости и проводимости проведены с помощью измерителя иммитанса Е7-20 и специально сконструированной измерительной ячейки. Проведен расчет диэлектрических характеристик. Экспериментальные данные представлены в виде графиков и диаграмм. Установлена корреляция тангенса угла диэлектрических потерь tgδ от частоты внешнего электрического поля и температуры, наиболее характерно выраженная для мелкодисперсных образцов. Показано, что высокой электрической активностью обладают самые мелкодисперсные образцы с размером частиц менее 50 мкм. Возрастание диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь наиболее заметно при частотах ниже 100 Гц. Исследование диэлектрических характеристик позволяет подобрать эффективный энергосберегающий режим сушки изучаемой культуры.
Ключевые слова
Об авторе
М. Ю. Бузунова
Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского
Россия
Россия
Бузунова Марина Юрьевна, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры электрооборудования и физики
664038, Иркутская область, Иркутский р-н, п. Молодежный, 1/1
Список литературы
1. Джамбуршин А.Ш., Атыханов А.К., Сагындикова А.Ж. Интенсивный энергосберегающий метод сушки зерна // Наука и мир. 2014. Т. 1. № 10. С. 87–95. [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22255165 (03.08.2020).
2. Макарчук Н.О. Оценка теплового режима экструдера при грануляции отходов первичной обработки зерна // Молодежь ХХI века: шаг в будущее: материалы XX Регион. науч.-практ. конф.: в 3 т. (г. Благовещенск, 23 мая 2019 г.). Благовещенск, 2019. Т. 3. С. 306–307.
3. Цымбалова В.М., Атаханов Р.В., Лаврентьев А.А. Экспериментальное исследование диэлектрической проницаемости крупяной продукции // Инновационные технологии в науке и образовании (ИТНО-2017): матер. V Междунар. науч.-практ. конф. Ростов-на Дону: 2017. С. 334–337.
4. Nelson S. Dielectric properties of agricultural materials and their applications. London: Academic Press, 2005. 292 р.
5. Buzunova M.Yu., Bonnet V.V. Mechanism of thermally stimulated current occurrence in fine heterogeneous medium on the example of grain crops // Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2020. Vol. 421. https://doi.org/10.1088/1755-1315/421/5/052032
6. Buzunova M.Yu., Bonnet V.V. Temperature condition influence analysis on the mechanoactivated wheat dielectric constant // Applied Physics and Cyber-Physical Systems. Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1515. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1515/2/022042
7. Бузунова М.Ю. Исследование диэлектрических и структурных свойств мелкодисперсных гетерогенных систем на примере зерновых // Байкальский вестник ДААД. 2019. № 1. С. 124–129.
8. Бузунова М.Ю. Диэлектрическая дисперсия механоактивированных зерновых культур // Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. Вып. 92. С. 25–32.
9. Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1991. 244 с.
10. Ерошенко Г.П., Шаруев Н.К., Шаруев В.Н., Евстафьев Д.П. Особенности разработки электротехнических устройств контроля параметров сельскохозяйственных продуктов // Измерительная техника. 2018. № 10. С. 61–65. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-10-61-65
11. Будников Д.А., Цымбал А.А. Диэлектрические свойства сельскохозяйственных материалов // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. № 3. С. 154–159.
12. Buzunova M.Yu., Bonnet V.V. Dielectric losses of mechanically activated grain crops during heat treatment // III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2020. Vol. 548. https://doi.org/10.1088/1755-1315/548/5/052063
13. Цымбал А.А., Будников Д.А. Диэлектрические свойства зерновых // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2016. № 4. С. 52–55.
14. Tanaev A.B., Shcherbachenko L.A., Bezrukova Y.V., Tsydypov S.B., Buzunova M.Y., Baryshnikov D.S., et al. Peculiarities of the accumulation and transport of electret charges in fine-sized disordered structures due to internal voltage // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2017. Vol. 62. No. 3. P. 406–412. https://doi.org/10.1134/S1063784217030239
15. Щербаченко Л.А., Донской В.И., Шурыгина Н.А., Барышников Е.С., Ежова Л.И., Барышников Д.С. [и др.]. Структурно-фазовые переходы в дисперсных неоднородных системах при наличии электроконтактного взаимодействия разнородных компонентов // Вестник Бурятского государственного университета. 2012. № 3. С. 208–216.
16. Шурыгина Н.А., Щербаченко Л.А., Донской В.И., Карнаков В.А., Трошев А.А., Краснов Д.А. Электрические явления на межфазных границах в гетерогенных полиминеральных дисперсных системах // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2012. № 1. С. 93–100.
17. Щербаченко Л.А., Цыдыпов Ш.Б., Безрукова Я.В., Карнаков В.А., Арская Л.И., Марчук С.Д. [и др.]. Накопление свободных электретных зарядов в мелкоразмерных электрически активных системах // Известия высших учебных заведений. Физика. 2017. Т. 60. № 1. С. 93–97.
18. Shcherbachenko L.A., Borisov V.S., Maksimova N.T., Baryshnikov E.S., Karnakov V.A., Marchuk S.D., et al. Electret effect and electrotransport in disperse organic and inorganic systems // Technical Physics. 2009. Vol. 54. No. 9. P. 1372–1379. https://doi.org/10.1134/S1063784209090199
19. Пат. № 136581 U1, Российская Федерация, G01N 27/60. Устройство для диагностики электрофизических свойств гетерогенных сред / Л.И. Ружников, Н.Т. Максимова, Л.А. Щербаченко; патентообладатель Иркутский государственный университет. Заявл. 12.08.2013; опубл. 10.01.2014. Бюл. № 1.
20. Щербаченко Л.А., Донской В.И., Карнаков В.А., Комаров Е.В., Трошин А.А., Барышников С.С. [и др.]. Фазовые и структурные переходы в микроразмерных водных пленках в неравновесных гетерогенных системах // Вестник Бурятского государственного университета. 2012. № 3. С. 202–208.
Рецензия
Для цитирования:
Бузунова М.Ю. Диэлектрические потери при термической обработке дисперсных сред. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020;24(6):1223-1231. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-6-1223-1231
For citation:
Buzunova M.Yu. Dielectric losses under heat treatment of dispersed media. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(6):1223-1231. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-6-1223-1231
Просмотров:
340
Послать статью по эл. почте 