Теплообмен в широкоапертурных поглощающих нагрузках жидкостных сверхвысокочастотных калориметров
Климов А.И.
1, Конев В.Ю.1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
Email: klimov@lfe.hcei.tsc.ru
Поступила в редакцию: 17 июня 2024 г.
В окончательной редакции: 29 августа 2024 г.
Принята к печати: 1 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 29 октября 2024 г.
С помощью программы CST Microwave Studio выполнено моделирование тепловых процессов в широкоапертурных дискообразных поглощающих нагрузках калориметров с рабочей жидкостью на основе этилового спирта при поглощении энергии мощных импульсов сверхвысокочастотного излучения. Исследованы нагрузки с плоскими и ребристыми входными окнами на несущих частотах 3 и 10 GHz. Проанализированы особенности и оптимальные условия использования пакета CST Microwave Studio применительно к решаемым задачам. Для плоских входных окон выполнено сравнение результатов моделирования с аналитическими оценками на основе задачи об остывании полупространства, заполненного однородной средой, имеющей в начальный момент времени скачок температуры. Получены временные зависимости ухода тепла из рабочей жидкости во входные окна в течение отрезка времени измерения энергии импульсов сверхвысокочастотного излучения калориметром. Рассчитано занижение измеряемой энергии относительно сверхвысокочастотной энергии, выделившейся в рабочей жидкости. Ключевые слова: мощные сверхвысокочастотные импульсы, тепловые процессы, рабочая жидкость, ребристое диэлектрическое входное окно, численное моделирование, CST Microwave Studio
- А.И. Климов. Изв. вузов. Физика, 62 (7), 153 (2019). DOI: 10.17223/00213411/62/7/153 [A.I. Klimov. Rus. Phys. J., 62 (7), 1260 (2019). DOI: 10.1007/s11182-019-01843-4]
- A.I. Klimov, V.Yu. Konev. Proc. 8th Int. Cong. Energy Fluxes Rad. Effects (Tomsk, Russia, 2022), p. 275. DOI: 10.56761/EFRE2022.S3-P-016807
- А.Г. Шкварунец. ПТЭ, 4, 72 (1996). [A.G. Shkvarunets. Instr. Exp. Tech., 39 (4), 535 (1996).]
- Д.В. Сивухин. Курс общей физики. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физика (Физматлит, М., 2005)
- Engineering ToolBox. The density of ethyl alcohol vs temperature [online]; https://www.engineeringtoolbox.com/ethanol-ethyl-alcohol-density-specific-weight-temperature-pressure-d_2028.html
- Engineering ToolBox. Heat capacity of ethyl alcohol as a function of temperature [online]; https://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-ethanol-Cp-Cv-isobaric-isochoric-ethyl-alcohol-d_2030.html
- Инженерный справочник. Таблицы DPVA.ru. Этиловый спирт, этанол --- свойства. [online]; 8.59 https://dpva.ru/Guide/GuideMedias/Spirits/EtanolPrperties1999/
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред (Физматлит, М., 2005)
- J.-Z. Bao, M.L. Swicord, C.C. Davis. J. Chem. Phys., 104 (12), 4441 (1996). DOI: 10.1063/1.471197
- И.В. Лебедев. Техника и приборы СВЧ (Высш. школа, М., 1970), т. 1
- А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, В.П. Смирнов. Справочник по элементам волноводной техники (Сов. радио, М., 1967)