Введение к работе
Актуальность проблемы : высокочастотный нагрев диэлектрических
материалов находит широкое применение в различных областях
промышленности ( строительство, электротехника, сельское хозяйство,
автомобилестроение , медицина , пищевые отрасли и др.). Увеличение
числа и мощности высокочастотных установок для нагрева диэлектриков
приводит к необходимости исследования электромагнитных полей не
только в геометрической области нагреваемого материала , но и полей ,
излучаемых установками во "внешнее " пространство . Последние
являются причиной как достаточно мощных индустриальных радиопомех
( ИРП ), так и гигиенически значимых доз облучения персонала в
производственных помещениях. В настоящее время излучения
высокочастотных установок рассматриваются либо как ИРП , либо как вредный производственный фактор ; практически отсутствуют работы, в которых проводился бы совместный анализ подобных излучений . Причина такого положения очевидна - неодинаковый характер восприимчивости радиоэлектронных систем и живых организмов к электромагнитным воздействиям обуславливает существенные различия практически на всех этапах исследования электромагнитных полей с "технической " и "биологической " точек зрения. Вместе с тем нельзя не отметить , что "технический" и "биологический" подходы развиваются почти полностью изолированно и независимо друг от друга. В различного рода учебниках и монографиях по электромагнитной совместимости ( ЭМС ) практически отсутствуют разделы, посвященные био-ЭМС , т.е. защите живых организмов от воздействия неионизирующих излучений , хотя интерес к этой проблеме постоянно возрастает, как в России , так и за рубежом.
Диссертационная работа посвящена исследованию и анализу внешних, электрических ,лолей , создаваемых высокочастотными установками для нагрева диэлектрических материалов, выработке рекомендаций по обеспечению ЭМС и био-ЭМС. Акцент в работе делается на установках высокочастотной сварки термопластичных материалов - одних из наиболее мощных источников излучения в классе установок диэлектрического нагрева. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью согласования и гармонизации российских и зарубежных стандартов на параметры ЭМС и био-ЭМС , и также совершенствования конструкциґі и режимов работы высокочастотных установок с целью
защиты, работающих и обеспечения ЭМС по индустриальным радиопомехам.
Цель работы: исследование параметров внешних электромагнитных полей высокочастотных. установок для нагрева диэлектриков на соответствие требованиям ЭМС и био-ЭМС ; подготовка рекомендаций по обеспечению допустимых уровней полей на рабочих местах в процессе проектирования и эксплуатации установок , а также по- ограничению создаваемых индустриальных радиопомех.
Методы исследования : Исследование параметров электрических полей, создаваемых высокочастотными сварочными установками, производится методами математического моделирования, основанными на теории диэлектрического нагрева, вычислительных методах математической физики , теории распространения радиоволн, а также натурными измерениями напряженности электрического поля.
Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем :
выполнен сравнительный анализ российских и зарубежных стандартов на параметры ЭМС и био-ЭМС применительно к высокочастотным установкам промышленного применения ;
разработаны математические модели и алгоритмы расчета действующих значений. напряженности электрического поля на рабочих местах и доз облучения персонала для различных конструкций рабочих конденсаторов ;
- разработаны математические модели для расчета уровней
индустриальных радиопомех , порождаемых рабочими конденсаторами
высокочастотных сварочных установок.
Практическая ценность грабяты.:
- разработаны алгбритмы и программы ' расчета напряженности
электрического поля на рабочих местах, ориентированные на ис
пользование в практике проектирования и эксплуатации высокочастотных
сварочных установок;
- для ряда используемых конструкций установок получены зависимости
напряженности электрического поля на рабочих местах от вида
свариваемого термопластичного материала и от конструктивно-
технологических параметров рабочих конденсаторов ;
- предложены к использованию конструкции рабочих конденсаторов,
обеспечивающие допустимые уровни полей на рабочих местах ;
- получены количественные значения уровней индустриальных радиопомех,
создаваемых рабочими конденсаторами установок ; выработаны
рекомендации , направленные на снижение уровней электрических полей на рабочих местах установок и на ограничение уровней радиопомех . - подготовлены рекомендации по осуществлению контроля гигиенических условий труда на рабочих местах высокочастотных сварочных установок, учитывающие особенности данного вида работ.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы
докладывались на научно-технических конференциях СПГЭТУ в 1990,
1991, 1994, 1995 гг., на международном семинаре "Научные проблемы
электротехнологических процессов, связанных с вопросами сбережения
энергоресурсов и экологии " ( СПГЭТУ, 1994 г.). Части первой главы вошли
в отчет ВНИИТВЧ им. В.П.Волощина "Исследование внешних
электромагнитных полей, возбуждаемых системой рабочих конденсаторов при ВЧ сварке изделий из полимерных материалов и подвода электромагнитной энергии к свариваемому материалу " ( СПб, 1993 г.). Материалы второй главы докладывались и обсуждались на заседании научного совета РАН по электрофизике и электроэнергетике (СПб, 1995 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 3 статьи, 3 доклада на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, включающего 113 наименований. Основная часть работы изложена на' 157 страницах машинописного текста. Работа содержит - 57 рисунков и 12 таблиц .
