CC BY
9
1,7, 2,1 м/с). Приведены результаты исследований, направленные на совершенствование процесса сушки пивной дробины со стационарным слоем.
Ключевые слова: кинетика, скорость сушки, фильтрационная сушка, влагосодержа-ние, частицы пивной дробины.
Atamanyuk V.M., Terlych A.I., Khalaniya O.M. Filtration Drying of Brewers Grains - Brewing Industry Waste
The article presents the experimental study of the kinetics of filtration drying of brewers grains and curves are obtained concerning changes in moisture content in the brewers grains drying by varying the temperature of the drying agent (45, 60, 75, 90 °C); changes in the moisture content of grains drying by varying the layer's height (40, 80, 120, 160 mm); changes in moisture content in the brewers grains drying by varying the speed of filtering a drying agent (0.7, 1.14, 1.7, 2,1 m/s). The results of the research are aimed at improving the drying process of brewers grains with the stationary layer.
Keywords: kinetics, the rate of drying, filtration drying, moisture content, particles of brewers grains.
УДК 674.[214+422]
ДИНАМ1КА ФОРМОСТ1ЙКОСТ1 ПОРОЖНИСТИХ КЛЕ6НИХ БРУС1В ДЛЯ СТОЛЯРНИХ ВИРОБ1В
А.Г. Безкоровайний1, В. О. Маевський2, €.М. МисьКв3
Охарактеризовано методику проведения експериментального дослщження формос-тшкосп порожнистих клеених бруив для столярних виробiв за умови впливу змшних температурно-волопсних шшв упродовж тривалого часу. Проаналiзовано показники формостшкост порожнистих клеених бруив, зокрема !хш вщхилення вщ прямоль ншносп (у площиш), площинност та паралельност та величину змши лiнiйних розмь рш за товщиною та шириною i показано, що цi показники вщповщають встановленим нормативним вимогам. Це свiдчить про придатшсть використання таких брусiв для виготовлення столярних виробiв за показниками формостшкосп.
Ключовi слова: порожнистий клеений брус, формостшюсть, змiннi температурно-во-логiснi поля, кл1матична камера, прямолiнiйнiсть, площиннiсть, паралельшсть.
Постановка проблеми та актуальнiсть дослщжень. Позитивнi характеристики клеених бруав для столярних виробiв, зокрема еколопчнкть та есте-тичнiсть, а також 1х мiцнiснi показники, свiдчать про перспектившсть цього конструкцiйного матерiалу. Однак висока варткть клеених брусiв для столярних виробiв е одшею з основних причин 1хнього обмеженого попиту. Прагнен-ня зменшити варткть клеених бруав для столярних виробiв спонукае !х вироб-никiв до пошуку таких дiевих шлянв, ре^защя яких забезпечить реальну еко-номiчну ефективнiсть. До таких шляхш традицшно вiдносять зменшення витрат деревини i клейових матерiалiв та зменшення енерго- i трудовитрат. Зменшення витрат деревини, як найбшьш вагомого показника у собшартосп клеених брусiв для столярних виробш, можна досягнути рiзними технолопчними заходами, зокрема використанням нових конструкцш таких брусiв - порожнистих клеених брусш [1, 2], у яких замкть однiеí або кiлькох ламелей (дшянок) до-цшьно використати довгомiрнi рейки (кусковi вiдходи).
1 пров. шж. А.Г. Безкоровайний - НЛТУ Украши, м. Льв1в;
2 проф. В. О. Маевський, д-р техн. наук - НЛТУ Украши, м. Льв1в;
3 ст. викл. €.М. Миськ1в - НЛТУ Украши, м. Льв1в
Питання збереження формостiйкостi порожнистих клеених брус1в для столярних вироб1в е недостатньо вивченим i вимагае грунтовшшого як теоретичного, так i експериментального дослщження, оскiльки наявнiсть порожнини у бру-ci в окремих випадках може бути причиною порушення його формоспйкост!
Об'ект дослiдження - порожнистий клеений брус з деревини сосни для виготовлення столярних виробiв.
Предмет дослщження - формоcтiйкicть порожнистого клееного бруса з деревини сосни для виготовлення столярних виробiв за умови впливу змiнних температурно-вологicних пол1в впродовж тривалого часу.
Метою роботи е експериментальне доcлiдження формоcтiйкоcтi порожнистих клеених бруав з деревини сосни для виготовлення столярних вироб1в за умови впливу змiнних температурно-вологicних полiв упродовж тривалого часу.
Методика проведення експериментального дослщження. Для виготовлення експериментальних взiрцiв порожнистих клеених бруав для столярних вироб1в використано пиломатерiали та довгомiрнi рейки (куcковi вдаоди) деревини сосни. Процес виготовлення експериментальних взiрцiв здiйcнено з дот-риманням таких основних вимог: деревина без ктотних неоднорiдноcтей струк-тури; напрям волокон деревини - радiальний; вологicть деревини 10±2 %; рiзни-ця вологоcтi деревини двох сусвдшх ламелей, склеених мiж собою, - не бшьше 1 %; температура примщення, у якому зберiгали та виготовляли взiрцi -20±2 °С; шорcткicть поверхнi заготовок пiд час склеювання - не бшьше 63 мкм для параметра шорcткоcтi Rm; технологiчна витримка пicля склеювання - не менше 12 год. Для склеювання експериментальних взiрцiв на гладку фугу використано однокомпонентний полiвiнiлацетатний клей фiрми Kleiberit марки Kle-bit 303 (категорiя D3 за DIN/EN 204), який вщповщае вимогам щодо мiцноcтi, тепло- i водостшкосп з'еднання та безпечноcтi для здоров'я людини.
Детальний опис технолопчного процесу виготовлення експериментальних взiрцiв порожнистих клеених бруав для столярних виробiв наведено у [1].
Активнi експериментальш доcлiдження впливу змiнних температурно-во-логкних полiв на формоcтiйкicть порожнистих клеених бруав для столярних виробш проводили упродовж мкяця. Для виявлення динамки змши формос-тiйкоcтi порожнистих клеених бруав здiйcнили контрольнi замiри перед початком активних експериментальних дослщжень, у ходi !х виконання та через рш пicля !х завершення. Пiд час експерименту за допомогою cпецiально розробле-но1 клiматичноí камери створювали такi умови, якi вщповщають умовам кухон-но1 шмнати. Кожного дня циклчно змiнювали температуру i вщносну вологicть повiтря до потрiбного значення. При цьому враховано, що пiд час приготування mi впродовж у середньому 4... 5-ти годин на добу, спостеркаеться змiна темпе-ратури повiтря вiд 18 до 25 °С i вiдноcноí вологосп повiтря вiд 50 до 90 %, якi негативно впливають на деревину i можуть спричинити íí розбухання та вси-хання, а як наслщок, деформацiю порожнистих клеених бруав.
Клшатична камера (рис. 1) складаеться iз корпусу, виготовленого з полш-нiлхлоридноí плити товщиною 5 мм. У корпус камери для забезпечення задано! вiдноcноí вологоcтi середовища встановлено зволожувач повiтря Elbee
24707, а для забезпечення задано'' температури середовища - джерело темпера-тури (ТЕН). Рiвномiрнiсть параметрiв середовища забезпечували вентилятором. Автоматичний контроль i регулювання вщносно'' вологостi та температури середовища в камерi здiйснювали за допомогою регулятора температури та воло-госп РТ-0102 i вiдповiдних давачiв.
Рис. 1. CeimnuHU клЫатичног камери та ii' окремих meMeHmie: а) загальний вигляд ^матичноь камери (з вiдкриmою передньою дверкою): 1) корпус;
2) експериментальний e3ipeць; 3) вентилятор; 4) зволожувач повтря;
5) HazpiembHm елемент (ТЕН); б) регулятор температури та вологостi РТ-0102; в) daea4i вологостi та температури
Для дослщження динамки змши формостшкосп порожнистих клеених бруав виготовлено 20 експериментальних взiрцiв розмiром 69*81*400мм (ШхТхД), з них: 15 - брусюв бокових (верхшх) вiконноí коробки та 5 - брусюв нижнiх вжонно'' коробки (рис. 2). Для посилення впливу змшних температурно-вологiсних полiв на експериментальш взiрцi порожнистих клеених брусiв ''х по-верхнi не опоряджували.
Формостшюсть порожнистих клеених брусiв характеризували такими по-казниками: вiдхиленнями форми (вщхиленням вiд прямолiнiйностi у площинi; вщхиленням вiд площинностi); вiдхиленням розташування (вдаиленням вiд па-ралельностi площин). Отримаш результати вiдхилення опрацьовували за стан-дартизованою методикою та порiвнювали з вщповщними допусками, заданими в нормативны документацп [3-7], а пiсля цього робили висновок про вщповщ-нють встановленим вимогам. Ступiнь точностi допусюв форми i розташування поверхонь прийнято 13 - вiдповiдно до [3]. Шорстюсть поверхнi не враховува-ли у вщхиленнях форми i розташування, оскшьки, з одного боку, це не супере-чить вимогам чинних нормативних документiв, а з шшого - дiаметр кiнцевика
штока (3,5 мм) витрювального iнструмента (цифрового щдикатора) не давав тако'1 змоги.
Рис. 2. Загальний вигляд поперечного торця експериментальних взiрцiв порожнистих клеених бруав для столярних виробiв: а) брусок боковий (верхнш) втонног коробки; б) брусок нижнш втонног коробки
Витрювання вщхилень форми i розташування у порожнистих клеених брусах здшснювали цифровим вдикатором ТИП ИЧЦ (3)-25 фiрми Мiкротех, а результати вимiрювань записували за допомогою спецiалiзованого програмного забезпечення ТИП УИС-Р1-СОМ. Взiрцi порожнистих клеених брусiв нерухомо закрiплювали на столi спещашзовано! установки з ЧПК (розробленш на кафедрi АК1Т НЛТУ Украши), який програмовано перемiшували вздовж довжини взiр-ця i водночас автоматично зшмали та записували результати вимiрювань з нерухомо закрiпленого над столом цифрового вдикатора.
Контрольнi замiри товщини i ширини порожнистих клеених брусiв здiйснювали за допомогою електронного штангенциркуля ШЦЦ-1-300-0,01-143 фiрми Мшротех у трьох точках - на вщсташ не менше 50 мм вщ двох тор-цiв та посередине Загальний вигляд спещашзовано! установки з ЧПК у процес вишрювання вiдхилення вiд прямолiнiйностi (у площиш) порожнистого клееного бруса № 8 наведено на рис. 3, а схему для вимiрювання вщхилень форми i розташування у порожнистих клеених брусах - на рис. 4.
Результати експериментальних дослщжень та 1х анал1з. З метою корек-тного анашзу результатiв дослiдження формостiйкостi порожнистих клеених брусiв здiйснено 1х графiчну iнтерпретацiю, зокрема, як приклад, на рис. 5 наведено зображення вщхилення вiд прямолiнiйностi (у площиш) порожнистого клееного бруса № 8 (лтя 10) на рiзних етапах експериментальних дослщжень. Як базовий елемент для оцшювання вщхилень форми i розташування викорис-товували площину стола спещашзовано! установки з ЧПК (див. рис. 3), яку вва-жали вiдповiдно до [6] прилягаючою поверхнею (площиною), вiд яко'1 визнача-ли вщхилення.
12 3 4 5
Рис. 3. Загальний вигляд спецiалiзованоiустановки з ЧПК у процеа вимiрювання вiдхилення вiд nрямолiнiйностi (у площиш) порожнистого клееного бруса № 8:1) блок керування установкою; 2) ноутбук 1з спец1ап1зованим програмним забезпеченням; 3) ¡ндикатор цифровий; 4) брусок боковий (верхнш) втонног коробки (порожнистий клеений брус № 8); 5) ст1л рухомий спец1ал1зовано%установки з ЧПК
Рис. 4. Схема для вимiрювання вiдхилень форми i розташування у порожнистих клеених брусах (1-17 - лши вим1рювань): а) вигляд бокового (верхнього) бруска втонног коробки; б) вигляд цього ж бруска, розвернутого на 90° за годинниковою стрыкою
Результати порiвняння фактичного вщхилення вщ прямолшшносп (у площиш) порожнистих клеених бруав (для вах лшш) на рiзних етапах експери-ментальних дослщжень (Е£Х) з допустимим значенням (ЕЕЬдоп), яке регламен-туеться нормативними документами, зокрема [3] i для номшальних розмiрiв вщ 400 до 630 мм становить 0,5 мм (за 13 ступенем точносп), свщчать про вщпо-вщтстъ бруав встановленим вимогам.
Для прикладу, максимальне вiдxиления прямолiнiйностi (у площиш) по-рожнистого клееного бруса (лшя 10) пiсля проведения експериментальних дос-лiджень становило EFLmax=0,067 мм (див. рис. 5, в), а до ix проведення -EFLmax=0,059 мм (див. рис. 5, а), що менше EFLdon. Найбiльше максимальне вщ-хилення прямолiнiйностi (у площинi) порожнистого клееного бруса становило EFLmax=0,090 мм (брус № 14, лшк 7).
Результати порiвняння фактичного вiдxиления ввд площинностi порожнис-тих клеених бруав (для всix лiнiй) на рiзниx етапах експериментальних досль джень (EFL) з допустимим значенням (EFLdon), яке регламентуеться норматив-ними документами, зокрема [3] i для номiнальниx розмiрiв вiд 400 до 630 мм становить 0,5мм (за 13 ступенем точносп), свдаать про вiдповiднiсть брусш встановленим вимогам. Для прикладу, найбшьше максимальне вiдxиления вiд площинностi порожнистого клееного бруса становило EFLmax=0,140 мм (брус № 14, лшп 7, 8).
Результати поршняння фактичного вiдxилення вiд паралельностi порож-нистих клеених брусш (для всix лiнiй) на рiзниx етапах експериментальних дос-лвджень (EPA) з допустимим значенням (EPAdon), яке регламентуеться норма-тивними документами, зокрема [3] i для номшальних розмiрiв вiд 400 до 630 мм становить 0,8 мм (за 13 ступенем точносп), свдаать про вiдповiднiсть брусiв встановленим вимогам. Для прикладу, найбшьше максимальне вiдxилен-ня вiд площинностi порожнистого клееного бруса становило EPAmax=0,210 мм (брус № 14, лшп 7, 8 та 1, 2).
Результати розрахункш величини змши лiнiйниx розмiрiв (всихання, роз-бухання) порожнистих клеених брусш за товщиною i шириною, отриманi на рiзниx етапах експериментальних дослiджень, засвдаили, що для усix брусiв величина змши лшшних розмiрiв знаходилася у допустимих межах. Граничнi вiдxиления лшшних розмiрiв порожнистих клеених брусiв для столярних виро-б1в, регламентованi нормативними документами, зокрема [7] i для номшальних розмiрiв вiд 30 до 120 мм становлять ±0,15 мм (за класом точносп "точний"), тобто для товщини бруса 69±0,15 мм, а для ширини - 81±0,15 мм.
Вплив величини змiни лшшних розмiрiв порожнистих клеених брусiв, в основному, воображений у результатах 1хшх вiдxилень вiд прямолiнiйностi (у площиш), площинносп i паралельностi.
Висновок. Результати експериментального дослiдження формостiйкостi порожнистих клеених брусш засвiдчили ix придатнiсть для використання у ви-робництвi столярних виробiв, оскiльки значення, що характеризують формос-тiйкiсть брусiв, зокрема 1хш вiдxилення вiд прямолiнiйностi (у площиш), пло-щинностi i паралельностi та величина змши лМйних розмiрiв за товщиною i шириною, вiдповiдають встановленим нормативним вимогам.
Лiтература
1. Безкоровайний А.Г. Особливостi технологи виготовлення пустотшого клееного бруса / Безкоровайний Андрей Григорович. - Львш : Вид-во НЛТУ Украхни, 2008. - 53 с.
2. Маевский В.О. Использование пустотелых клееных брусьев в столярных изделиях / В.О. Маевский, В.М. Максымив, А.Г. Безкоровайный // Новейшие достижения в области импор-тозамещения в химической промышленности и производстве строительных материалов : матер. Междун. науч.-практ. конф., 25-27.11.2009 г. - Минск : Изд-во БГТУ, 2009. - С. 246-250.
3. ГОСТ 6449.3-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски формы и расположения поверхностей. - М. : Изд-во Стандартов, 1982. - 7 с.
4. ГОСТ 6449.1-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки. - М. : Изд-во Стандартов, 1982. - 20 с.
5. ДСТУ 2500-94. Основш норми взаемозамшносп. Сдина система допускв та посадок. Термшн та визначення. Позначення та загальш норми. - К. : Вид-во Держстандарту Украши, 1994. - 57 с.
6. ГОСТ 24642-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. - М. : Изд-во Стандартов, 1982. - 45 с.
7. ГОСТ 6449.5-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Неуказанные предельные отклонения и допуски. - М. : Изд-во Стандартов, 1982. - 8 с.
Надтшла до редакцп 13.12.2016р. Безкоровайный А.Г., Маевский В.О., Мыскив Е.М. Динамика изменения формоустойчивости пустотелых клееных брусьев для столярных изделий
Охарактеризирована методика проведения экспериментального исследования формоустойчивости пустотелых клееных брусьев для столярных изделий при условии влияния переменных температурно-влажностных полей в течении длительного времени. Проанализированы показатели формоустойчивости пустотелых клееных брусьев, в частности их отклонения от прямолинейности (в плоскости), плоскостности и параллельности, а также величину изменения линейных размеров по толщине и ширине, и показано, что эти величины соответствуют установленным нормативным условиям. Это свидетельствует о пригодности использования таких брусьев для изготовления столярных изделий по показателям формоустойчивости.
Ключевые слова: пустотелый клееный брус, формоустойчивость, переменные темпе-ратурно-влажностные поля, климатическая камера, прямолинейность, плоскостность, параллельность.
BezkorovainyiA.H., Mayevskyy V.O., Myskiv Ye.M. Dynamics of Shape Stability Changes in Hollow Glued Laminated Beams Used for Joinery
The method of experimental performing of shape stability of hollow glued laminated beams for joinery under variable temperature and humidity fields for a long time is characterized. The parameters of shape stability of hollow glued laminated beams, e.g. straightness error in plane, deviation of flatness and deviation of parallelism as well as the value of linear dimension change at depth and width have been analysed. It is shown that these parameters correspond to established normative regulations. The available data indicates that these beams with appointed shape stability are suitable for joinery production.
Keywords: hollow glued laminated beam, shape stability, variable temperature and humidity fields, climatic chamber, straightness, flatness, parallelism.
УДК 66.047.74
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СУШ1ННЯ ВОДНО1 ПОЛ1МЕРНО1 ДИСПЕРСН МЕТОДАМИ НЕ1ЗОТЕРМ1ЧНОГО АНАЛ1ЗУ Р.1. raepwiie1, В.В. Кочубей2, С.Р. ФЬляс3, О.В. Сабишн4
За допомогою термогравiметричних дослщжень проаналiзовано процес сушшня водно! полшерно!' дисперсп на основi шшметилметакрилат-шшстиролу. Визначено тер-мiчну поведшку зразюв матерiалу в неiзотермiчних умовах названия, встановлено ме-хашзм сушшня та кшетичш особливост процесу. Результати дослщжень на основi те-
1 доц. Р.1. Гаврилгв, канд. техн. наук - НУ "Львгвська полггехнка";
2 доц. В.В. Кочубей, канд. xiM. наук - НУ " Льв1вська полггехнка";
3 малстрант С.Р. Фшяс - НУ "Льв1вська полггехнка";
4 малстрант О.В. Сабинш - НУ "Льв1вська полггехнжа"
