Форум Лаборатории Альтернативной Истории

Если не рассматривать электрическую проводимость, присущую в той или иной степени всем веществам, нагрев диэлектриков в СВЧ-поле обусловлен сменой поляризации молекул диэлектрика и характеризуется величиной диэлектричских потерь.

Собственно, это и есть удельная мощность СВЧ нагрева.Из приведенного выражения следует, что потери в веществе определяются произведением диэлектрической проницаемости ε на tgδ. Это произведение иногда называют коэффициентом диэлектрических потерь.
Из формулы видно, что выделяющаяся энергия пропорциональна частоте поля и квадрату напряженности поля. Израильская СВЧ-дрель это явно подтверждает, разогрев наблюдается только у среза волновода, где напряженность поля Е достаточна для проявления эффекта.
Проникая в диэлектрик, волна отдает часть энергии на нагрев, энергия волны, а значит напряженость электрического поля Е падает. Следовательно, к удаленным от поверхности слоям диэлектрика волна приходит с меньшей напряженностью и эффект нагрева снижается. Это называется поглощением радиоволн. Под глубиной поглощения обычно понимают толщину материала, проходя через который СВЧ поле ослабляется в 2 раза. Глубина поглощения зависит от диэлектрической проницаемости и частоты поля. С увеличением частоты нагрев идет более интенсивно, но умньшается глубина проникновения радиоволн. Так, с увеличением частоты с 433МГц до 2375МГц глубина проникновения в стекло уменьшается с 46 до 8,4 м, в воде с 70см до 3,5.
При больших объемах нагреваемых объектов интенсивность нагрева будет падать с удалением от поверхности. Равномерного прогрева добиться не получится.
Далее. При достижении на поверхности нагреваемого каменного блока температуры плавления наиболее легкоплавких компонентов породы, с образованием расплава, повысится роль электрической проводимости, что, в свою очередь, увеличит нагрев наружного слоя. Камень потечет.
Природные породы, состящие из смеси различных минералов, имееют неоднородное распределение минералов по объему. В некоторых локальных объемах процент минералов, интенсивно разогревающихся в поле СВЧ, будет выше, соответственно, эти объемы быстрее достигнут температуры плавления. Кроме неоднородности прогрева по глубине (вследствии поглощения радиоволн), добавляются локальные неоднородности по фронту.

Вот некоторые циферки.

http://www.energosovet.ru/stat242.html

"Ronin"]Если не рассматривать электрическую проводимость,
присущую в той или иной степени всем веществам,


Почему же не рассматривать, если в пластилиновой области эти свойства будут определяющими.



нагрев диэлектриков в СВЧ-поле обусловлен сменой поляризации молекул диэлектрика и характеризуется величиной диэлектричских потерь.

Собственно, это и есть удельная мощность СВЧ нагрева.Из приведенного выражения следует, что потери в веществе определяются произведением диэлектрической проницаемости ε на tgδ. Это произведение иногда называют коэффициентом диэлектрических потерь.

Веет антенным хозяйством и материалами в нем применяющимися, для пластилинового случая это будет лишь один компонентов нагрева. Но и это конкретика полезна.



Из формулы видно, что выделяющаяся энергия пропорциональна частоте поля и квадрату напряженности поля. Израильская СВЧ-дрель это явно подтверждает, разогрев наблюдается только у среза волновода, где напряженность поля Е достаточна для проявления эффекта.

Насколько знаю, микроволновое излучение не рентгеновское и им можно управлять, а не только использовать на срезе волновода.


Проникая в диэлектрик, волна отдает часть энергии на нагрев, энергия волны, а значит напряженость электрического поля Е падает. Следовательно, к удаленным от поверхности слоям диэлектрика волна приходит с меньшей напряженностью и эффект нагрева снижается. Это называется поглощением радиоволн. Под глубиной поглощения обычно понимают толщину материала, проходя через который СВЧ поле ослабляется в 2 раза. Глубина поглощения зависит от диэлектрической проницаемости и частоты поля. С увеличением частоты нагрев идет более интенсивно, но умньшается глубина проникновения радиоволн. Так, с увеличением частоты с 433МГц до 2375МГц глубина проникновения в стекло уменьшается с 46 до 8,4 м, в воде с 70см до 3,5.
При больших объемах нагреваемых объектов интенсивность нагрева будет падать с удалением от поверхности. Равномерного прогрева добиться не получится.


Все перечисленное только плюсы, и элементарно разрешается в обычной микроволновке. Образец вращается, нагрев осуществляется порциями.


Далее. При достижении на поверхности нагреваемого каменного блока температуры плавления наиболее легкоплавких компонентов породы, с образованием расплава, повысится роль электрической проводимости, что, в свою очередь, увеличит нагрев наружного слоя. Камень потечет.

Вообщето поверхность существенно охлаждается, и избыточное тепловыделение только на пользу. А во вторых нагревом надо управлять, даже на костре это практикуют подбрасывая поленья или вороша палкой если слишком сильно разгорелся.


Природные породы, состящие из смеси различных минералов, имееют неоднородное распределение минералов по объему. В некоторых локальных объемах процент минералов, интенсивно разогревающихся в поле СВЧ, будет выше, соответственно, эти объемы быстрее достигнут температуры плавления. Кроме неоднородности прогрева по глубине (вследствии поглощения радиоволн), добавляются локальные неоднородности по фронту.

Ну на это что можно сказать. Для выравнивания температуры существует теплопроводность и опять таки осознаная стратегия нагрева.



Все что приведено говорит только за СВЧ нагрев, а материал статьи приведенной выше лишь это подтверждает.


Для действительно беспристрастного сравнения можно предложить рассмотрение трех способов нагрева доступных в настоящее время - это нагрев с поверхности используя лишь теплопроводность, что применяется в настоящее время наиболее часто, нагрев микроволновым излучением с учетом всех механизмов передачи энергии, а не только для случая диэлектрика, и нагрев прямым дейстием электрического тока.

Далее бессмысленно говорить вообще. Это не гравитационные волны и вполне можно провести численное сравнение в кругу таких специалистов. Предлагаю рассмотреть образец единичного размера в один кубометр, примерно такой, как в кладке кузнечно прессового цеха.

Несколько табличных величин, касающихся предмета обсуждения.

Базальт Плотность, 10 3 кг/м 3 ---3,0, Удельная теплоемкость, кДж / (кг · К), при 20 oС ---0,84,
Гранит соответственно ---2,7 ---0,75
Щебень Насыпная соответственно ---1,2-1,8 --- 0,75-1,00




Коэффициент теплопроводности, Вт/ (м*К)
Гранит ---3,49
Литье каменное --- 0,698
--

Для гранитоподобных материалов удельное сопротивление в Ом/метр для соответствующей температуры.
84 10000000
144 5000000
227 1000000
352 50000
560 1000
903 100
Кстати удельные проводимости расплавов для иллюстрации великолепия проводимости. в Ом на метр.

Гидроксид калия (KOH), t=450°C 3,6*10-3
Гидроксид натрия (NaOH), t=320°C 4,8*10-3
Хлорид натрия (NaCl), t=900°C 2,6*10-3
Сода (Na2CO3*10H2O), t=900°C 4,5*10-3

Далее Например Мощность выделяемая в образце 5 см на 5 см на о,5 см при разных напряжениях нагрева в ваттах.
Расчитано, как ориентировочные значения для моделирования получения пластилинового образца в безмуфельном варианте.

Температура 220 вольт 380 вольт 1000 вольт 3000 вольт
84 цельсия 0,0242 0,0722 0,5 4,5
144 цельсия 0,05 0,14 1 9
227-------- 0,242 0,722 5 45
352-------- 4,84 14,44 100 900
560-------- 42 722 5000 45000
900-------- 2420 7220 50000 450000

как видно Предварительный нагрев необходим, но предварителольно нагрев каким либо способом, прямой нагрев током вполне подходит для формовки в горячем состоянии, что бы каменная заготовка не остывала ниже какой либо температуры. Запас по выделяемой можности существенный. Образец точно не остынет покак его формуешь до нужной формы.

Пока все.

До разогрева значимой будет только компонента диэлектрической проницаемости. Диэлектрик, он потому и диэлектрик, что проводимость нулевая (практически). Для холодной заготовки можно игнорировать.


Управлять можно.Но напряженность поля оказывает решающее значение вследствии квадратичной зависимости. Поэтому напряженность не может быть произвольной.


В обычной микроволновке, при всех патентованых технологиях, обычный кусок мяса размораживается неравномерно.


Бесспорно, управлять нужно, но любое управление прогревом в первую очередь регулирует нагрев верхнего слоя. А проблема состоит в том, что разогреть нужно равномерно весь объем. Задача сравнима с попыткой осветить фонариком сад за забором, но чтобы сам забор остался темным.


А в чем выигрыш СВЧ технологий, если останется уповать на теплопроводность?


?

Вы проводимость "в Ом на метр" измеряете?

За табличные данные отдельное спасибо.

Этот способ, ИМХО, реализуется проще, но вижу две проблемы:
1. Сложно добится равномерного контакта по большой неровной поверхности. Для лабораторных испытаний образцы шлифуют и наносят на поверхности гальваникой медную пленку. На стройке как-то неудобно будет.
2. В неразогретом булыжнике электрическая проводимость практически нулевая. Подогревать в печке?

uote="Ronin"]
До разогрева значимой будет только компонента диэлектрической проницаемости. Диэлектрик, он потому и диэлектрик, что проводимость нулевая (практически). Для холодной заготовки можно игнорировать.

Средние значения с графиков диэлектрической проницаемости на разных частотах и разной степени сухости образцов. Можно ли прикинуть условия нагрева используя экспериментальные значения проницаемости для некоего модельного образца. Первые цифры температура Цельсия. Вторая проницаемость

Для воздушно сухих проб
700кГц
25 8
50 10
100 12
200 15
300 17
400 19
500 20
Для воздушно сухих проб
1кГц
25 50
50 50 100
100 50 250
200 50 400
300 50 300
400 50 250
500 250

для сухих проб
700кГц
600 40
700 50
800 60
900 140
для сухих проб
1кГц
600 500
700 600
800 900
900 1500

Видна зависимость на воздушно сухих от наличия влаги в образцах.



Управлять можно.Но напряженность поля оказывает решающее значение вследствии квадратичной зависимости. Поэтому напряженность не может быть произвольной.

А есть ли возможность фокусировать как световые лучи используя специальную геометрию антенны. В таком случае максимум напряженности можно бы создавать в фокусе системы. Если это возможно, то остается только фокусировать в разные места образца.


В обычной микроволновке, при всех патентованых технологиях, обычный кусок мяса размораживается неравномерно.

Хороший пример дающий градиент температуры порядка 10 градусов на куске мяса.


Бесспорно, управлять нужно, но любое управление прогревом в первую очередь регулирует нагрев верхнего слоя. А проблема состоит в том, что разогреть нужно равномерно весь объем. Задача сравнима с попыткой осветить фонариком сад за забором, но чтобы сам забор остался темным.


А в чем выигрыш СВЧ технологий, если останется уповать на теплопроводность?

Выигрыш в том, что если нагревать только обогревом с поверхности, скажем образца размером в 1 кубометр, то расстояния на которых должна работать теплопроводность намного больше, чем при тепловыделении внутри блока, что имеет место при волновом и прямом электрическом нагреве. Перенос тепла теплопроводностью можно повысить увеличивая градиент, но этот путь имеет ограничение из за начала разрушения образцов. При градиенте всего градусов в 50 на таких объемах образца время должно быть очень существенно.


?

Вы проводимость "в Ом на метр" измеряете?

В степени - 1

За табличные данные отдельное спасибо.[/quote]



Str. писал(а):
нагрев прямым дейстием электрического тока.

Этот способ, ИМХО, реализуется проще, но вижу две проблемы:
1. Сложно добится равномерного контакта по большой неровной поверхности. Для лабораторных испытаний образцы шлифуют и наносят на поверхности гальваникой медную пленку. На стройке как-то неудобно будет.
2. В неразогретом булыжнике электрическая проводимость практически нулевая. Подогревать в печке?

Электроды наносят по разному, иногда гальванопластикой, иногда просто припресовкой, можно напылять благородные металлы, иногда хватает просто зачернить поверхность карандашом, и т.д.
В случае такого специфического нагрева, при достаточно высокой температуре - на местах контактов должно быть повышенное тепловыделение с подплавлением поверхности. Если поверхность подплавилась контакт будет создавать расплав. Если расплава еще нет токоподвод вполне можно организовать подложив что либо органическое, что при обугливании даст углерод в качестве промежуточного контакта.
Кроме того можно пудрить поверхность чем либо легкоплавким напоминающим глазурь, что и обеспечит токоперенос по поверхности.

Но самое главное, согласно предполагаемой технологии, камень можно начинать деформировать лишь после достижения температуры плавления эвтектики которая лежит в районе 950 градусов. В этот момент плавится легкоплавкая фракция гранита окружающая зерна тугоплавкого кварца и в этот момент материал начинает походить на не застывший бетон который и форму держит в определенных пределах и пластичен при достаточном давлении. Именно поэтому начальный нагрев второстепенен он может выполняться даже в обычной печи. Достигнув же температуры плавления эвтектики градиенты температуры должны быть минимальны, и поэтому нагрев с поверхности в этот момент мало подходит. В этот момент надо использовать тепловыделение по объему. Или прямой нагрев током или микроволновый нагрев. Вот на этой стадии и надо выбирать чем греть или током или микроволнами. Возможности микроволнового нагрева шире.


Что делать если существуют древние образцы со следами температурной обработки , А при выборе технологии надо еще учесть реалии Египта, известные находки, отсутствие промышленной инфраструктуры, легкость применимости технологии, энергозатраты и прочее.

Несколько безумных идей.
1. А что если каменный блок пришельцы облучали НЕ одной , а НЕСКОЛЬКИМИ длинами волн? Покороче - селективный прогрев наружних поверхностей, подлиннее, особенно с применением параболических фокусирующих отражателей - прогрев глубинных.
2. При этом возможно вытворять разного рода чудеса, о котоых мы даже представить пока не можем.
3. Надо учитывать риск растрескивания при неравномерном прогреве.
===
Почему этот метод не применяется в микроволновках.
Ок, микроволновка греет еду, а еда - это вода (почти как у В.Пуха). И все микроволновки настроены на одну единственную частоту - на которой вода поглощает излучение СВЧ лучше всего (а всё остальное - хуже в разы). Итого: мульти-волновую СВЧ построить можно, но чтобы она помимо воды грела ещё что-то, она будет дороже раза в три, кушать раз в 10-20 больше энергии, и будет заметно крупнее обычной. Никаких шансов продать это чудо размерами с холодильник и рабочим пространством как у обычной - нет.

Ещё - интересная гипотеза. Вполне рабочая.
Тут уже сказано, что нагретый камень начинает проводить ток. Старый школьный опыт - через предварительно нагретую до красного каления стеклянную палочку идёт ток, достаточный для слабого свечения лампы 220в 100вт. У меня лично имеется очень большой, хотя и очень негативный, опыт борьбы с этим явлением по асбесту - при температурах выше 900 градусов он, гадюка, начинает очень неслабо проводить ток, а поскольку проводимость у него типа как в электролитах - ток переносят не только электроны но и ионы - это вызывает электролиз нихрома в местах контакта.
При этом, учтите, что проводимость эта может быть облегчена если в составе камня (или смеси) есть ионы щелочных металлов, проще говоря банальная соль поваренная или сода очень снижают порог температуры начала проводимости.
При этом, учтите - просто так вот взять и нагреть глыбу базальта или гранита до 50 градусов - не проблема, до 100 не проблема, до 300... ну.. может быть, а вот если попытаться в технологически приемлимые сроки её быстро нагреть до тех температур, когда базальт начнёт проводить ток, она лопнет.
Тут мы опускаем вопрос что нам надо - оплавить и деформировать глыбу или получить расплав, будем считать что первое, итог:
покрытую солью гранитную глыбу, подогрев (огнём) градусов до 300, можно уже попытаться плавить электричеством.

Но можно добиться одинаковой освещенности штакетин и с внутренней стороны забора.

Проницаемость все же есть.
А что по поводу когерентных лучей и интерференции внутри материала?
А что по поводу переменных частот?
Есть эффект нагрева - значит должна быть возможность им управлять?

Пардон, не заметил пока писал про переменные частоты.
Но все равно нагрев будет больше у поверхности даже при различных частотах. А вот если пользовать суперпозиции (плюс еще отражения внутренние), то можно получить некий контроль.
Любопытно еще происходит ли какой-то скачок температур на задней грани образца, на выходе, при смене среды?

Поглощение и рассеяние внутри материала исключают всякие интерференционные эффекты.

Вообще тема уже обсуждалась несколько месяцев назад. Кто-то на форуме даже давал ссылку на патент такого устройства и на пример действующей установку по плавлению гранита и базальта СВЧ излучением.
То есть расплавить можно без проблем (был бы источник энергии), а вот что станет с гранитом когда он затвердеет? Как измениться его структура и как это обнаружить?
Исследование образцов из Перу, как я понял, имеет целью доказать такое температурное воздействие.

Superviser, не надоело Вам мучаться с этими ВТ источниками?

А какая электропроводность у гранита и базальта при 300 градусах?

А чем, собственно не нравится величина Ом на метр?
Мерием же не малые утечки через диэлектрик, а довольно приличные токи в материале. Можно мерить и в Ом на миллиметр квадратный в метре, но для расчетов несколько громоздко (для практики удобно).


А ВТ это Высоко Технологичные источники?

Понаблюдайте как ведут себя пучности волн в зависимости от частоты излучения, геометрии. Походите по картинкам. Ну и как можно зримо наблюдая, как можно управлять напряженностью электромагнитного поля, рассуждать о заборе затеняющем райские сады СВЧ нагрева.

http://fotki.yandex.ru/users/nanoworld/ ... 0858/?p=22

Управлять можно, управление не на пальцах, необходимо по крайней мере что то напоминающее HFSS

Параметры для управления это знание свойств излучателя такие например, как частота, параметры образца, параметры резонатора т.е. микроволновой камеры для блоков и методика расчета. Если это все есть метод намного технологичнее как прямого нагрева с поверхности, так и нагрева током. К недостаткам например токового нагрева можно отнести те самые проблемы с электродами, с их корозией, с необходимыми высокими напряжениями порядка 1000 вольт, а это уже в комбинации с 1000 градусов и несколько тонн пластичной массы не малые проблемы, отнюдь не упрощающие работу, по сравнению с трудностями микроволновой технологии.