CC BY
10
4. Лабай В.Й. Залежшсть ексергетичного ККД split-кондицiонерiв вiд ix продуктивностi за повоям на випарнику i конденсатор^/ Наук.-техн. зб. КНУБА: Вентиляцiя, осв^лення та теплогазопостачання. - К.: КНУБА. - 2006, вип. 10. - С. 80-88.
5. Лабай В.Й., Омельчук О.В. Залежшсть температурного режиму split-кондицiонерiв вщ ix продуктивностi за повоям на випарнику i конденсатор^/ Вiсник НУ мЛьвiвська поль техшка": Теплоенергетика. Iнженерiя довкшля. Автоматизацiя. - Львiв: НУ мЛьвiвська поль техшка". - 2006, № 561. - С. 20-25.
6. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник, изд. 3-е. - М.: Агропромиздат, 1985. - 208 с.
7. Sanyo, Technical data, W-Eoo Multi. G0900._
УДК 674.048 Доц. 1.М. Озармв, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв; тж. Б.М. Перетятко - Львiвський iH-т пожежног безпеки МНС Украти
Ф1ЗИЧН1 ОСНОВИ ДИФУЗ1ЙНОГО ПРОСОЧЕННЯ ДЕРЕВИНИ
Наведено piB^HHH та номограми для розрахунку процеав дифузшного просо-чення деревини, що дозволили теоретично дослщити цi процеси для рiзних сорти-менпв деревини.
Assist. prof. I.M. Ozarkiv-NUFWTof Ukraine, L'viv; eng. B.M. Peretiatko -L'viv safety institute of Ukrainian Ministry of extra ordinal situations
Basic physics of diffusional impregnation of wood
In this paper there are described equations and nomograms for the calculations of diffusional processes of wood impregnation that have allowed researching these processes theoretically for different kinds of wood assortments.
Дифузшне проникнення х1м1чних засоб1в захисту деревини (ХЗЗ), як вщомо, базуеться на перемщенш молекул або юшв цих речовин 1з водного розчину (рщше пасти), що оточують деревину, у середину сортименту по ка-пшярах, коли останш заповнеш вологою. Зауважимо, що дифузшне просо-чення мае мюце тшьки для волого! деревини, тобто коли !х волопсть вища за границю насичення деревини (W> WZM) i коли волога у капшярах утворюе безперервну систему.
Густина потоку дифундуючи молекул розчиненого антишрену в рщи-нi визначаеться законом Фша [1], тобто
i = D—, (1)
dx
2
де: D - коефiцiент молекулярно! дифузп, м /с; W- концентращя речовини в розчинi, кг/м ; X- довжина шляху проникнення в напрямку дифузп.
Вщзначимо, що дифузiя молекул або юшв просочувально! речовини у капшярнш системi деревини протiкае значно повiльнiше, шж у вiльному роз-чинi.
Тод^ на основi рiвняння (1) тривимiрна модель дифузiйного просочен-ня деревинних матерiалiв у розчинах ХЗЗ буде мати вид
dw тл д 2w д 2w d2w
— = Dx--- + Dy--- + Dz—- (2)
dr dx dy dz
Коли Цх, у, 2; т) |г=о= 0; Цх, у, г;т) \г = Wо (3)
0<х <а; 0<у<в; 0<2<с, де: т - тривалють просочення; Бх, Бу, Б2 - коефщенти молекулярно! дифузи вздовж осей х, у, г; Ж0 - масова концентращя просочувального розчину (у ванш, наприклад).
Тодi, маса розчину антишрену у взiрцi визначиться за формулою
Мр(т) = V ■ М0 + V • М0Р04 -1) • С(т), (4)
Рводи
а маса просочувально! речовини становитиме
М3(т) = Ж0 ■ С(т) ■ Мр(т), (5)
де: С(т) - множник, що регламентуеться умовами та часами просочення; и -вологовмют матерiалу; Ррозч, Рв - вiдповiдно початкова густина розчину i води; М0 - маса сухо! деревини.
Для три-, дво- i одновимiрних моделей дифузiйного просочення величина множника С(т) вiдповiдно визначиться
С(т) = 1 -ДОх) ■ у) вМ); (6)
С(т) = 1 -Р(8Х) ■ Р(8у); (7)
С(т) = 1 -в(бх), (8)
п2 ■ Бх т п2 ■ Бу т п2 ■ ■т
де 8х =-2-;8у =-=-2-. (9)
а Ь с
Тодi, точнiсть вирахувань величини [5(8) буде залежати вiд величини кiлькостi сумуючих членiв рiвняння
_8_ ^ ехр(-М(2т +1)2)
п2 т=0 (2т +1)2
Таким чином, знаючи значення 8х, 8у, 82 для моделей, можна визначи-ти величини значень Мр(т) i Мз(т).
В одномiрних тшах, тобто тiлах, форма i розмiр яких визначаються лише одним лшшним вимiрювачем (до них вiдносять необмежену пластину, необмежений цилшдр, шар), напрямок просочення сшвпадае iз напрямком одше! iз осей координат, наприклад х. Для таких тiл, наприклад, при певному зануренш пластини товщиною 2Я iз сиро! деревини в розчин iз постiйною концентрацiею Жс, концентращя Жх просочувального засобу захисту (антишрену) у заданш точцi х на момент часу т становитиме
^^хт) = ох 8 2*<х>т\ (11)
дт дх2
де Бх - коефiцiент молекулярно! дифузи в напрямку х.
Тодi, гранична (крайова) умова, коли концентращя антишрену на по-верхш Жпов дорiвнюе концентрацi! розчину Жроз, мае вид
^пов ^розч • (12)
ем=4 е ехр^';;1)). (10)
У свою чергу, початкова (часова) умова, коли початкова концентращя антишрену у деревиш дорiвнюе нулю, запишеться
w = w0 = 0 або w(x;т) |г=о= 0. (13)
Тодi, розв'язуючи диференцiйне рiвняння (11) при граничнш (12) i по-чатковiй (13), отримаемо вираз, що буде представляти собою у загальному видi функцiю
в=; ^), (14)
де: в1 - безрозмiрна концентрацiя просочувально1 речовини в точцi х; х/Я -безрозмiрна координата (глибина залягання точки вiд поверхнi тiла; Я - харак-терний або визначальний розмiр об'екта просочення; для круглих сортимента - це величина радiуса, а для пластинчастих тш - половина товщини, м);
Бх • т
(Ро0 =-- дифузшний критерiй Фур'е [1].
Я
Тод^ аналогiчно, величинi безрозмiрноl температури [2], безрозмiрна концентрацiя речовини (антипiрену) в точщ х становитиме:
в= Wрозч - ^ , (15)
wрозч - w0
а з урахуванням початково! умови (13) визначиться
в= Wроэч - Wx . (16)
w розч
Аналiтичний вираз функцп (14), утримуване у виглядi безмежного ряду, е дуже складним. Тому, для його практичного розв'язання використаемо графiчнi розв'язки ще1 функци, як для безрозмiрноl температури, для необме-жено! пластини та необмеженого цилшдра [2].
Середня концентращя речовини (в нашому випадку антишрену) у просоченш зонi визначиться
в = ДК), (17)
де в1 - середня безрозмiрна концентрацiя, яка визначаеться
в = ^^. (18)
w розч
Графiчнi штерпретацп розв,язкiв функцш (14) i (17) можна представи-ти у виглядi номограм, що встановлюють взаемозв'язок масообмiнного (ди-фузшного) критерiю Фур'е, безрозмiрноl концентрацп в1 I безрозмiрноl ко-ординати для необмежено1 пластини (рис. 1) i необмеженого цилiндра для граничних умов I роду або у виглядi номограм, показаних на рис. 3.
Зауважимо, що промисловi деревш сортименти, що використовують як будiвельнi елементи у домобудуванш та дерев'яному домобудуванш ма-ють у поперечному перерiзi круглу або прямокутну форму. Тому, у круглих сортименлв (колод, наприклад) довжина !х значно перевищуе !х зовнiшнiй дiаметр. У зв'язку з чим, при розрахунку процесiв просочення даш сортименти
можна розглядати як необмежеш цилiндри (Ь / Б > 5, Ь - довжина сортимента). Прямокутш сортименти (рейка, лати, дошки, бруски тощо) можна приймати за необмежеш пластини, коли вщношення !х товщини 51 до ширини Б2 менше 0,30. У випадку, коли 51 / Б2 > 0,30 дошку, рейку або брус слщ розглядати як паралелешпед необмежено! довжини, що утворений перерiзом двох пластин товщиною та шириною 52. Тодi середня (приведена) концентрацiя у певнiй точцi цього прямокутного паралелетпеда Э'пр буде дорiвнювати
Огр = в в (19)
01
0 5
06
А
-0.С
10-
-
0.15
0.25/ ^.0.3 К / 0.4
0.730.8
0,001 0,002 0,003 0,005 0 007 0,01 0,015 0,02 0,03 0,04 0,05 007 0,1 0,15 0 2 0 3 0,4 0,5 0,7 1 1,5 2
Рис. 1. Номограма залежностi в = /(/^; Н0Б) для необмежено'1 пластини.
Граничт умови Iроду [2]
01
05
06
-0.0
10
■
0.15
0.25/ /,0.3 / / 0.4
0.7118
0,001 0,002 0,003 0,005 0007 0,01 0,015 0,02 0,03 0,04 0,05 007 0,1 0,15 <0(2 0,3 0,4 0,5 0,7 1 1,5 2
Рис. 2. Номограма залежностi в = /(/^; ) для необмеженого (одномЬрного)
цилтдра. Граничш умови Iроду [2]
0
X
2
0.5
0.6
1
0
X
2
0.5
0.7ï18
m
ОНИ qcc2 QC0B QC05 q0c7С|С1 С|СП5С|С2 qC3 ОМ Q05 ()С7 C|1 Q15 02 03 04 05 07 1 1,5 2 ' q0C1 qCC2 qCCB qCffi 0007qoi C|OI5q(2 qœ 004 0СБ ()07 qi C|15 02 03 04 05 07 1 1,5 2
а) 6)
Рис. 3. Номограма залежностi 0 = fiyR ; FoD) для необмежено'1 пластини (а) i необмеженого цилтдра (б). Граничт умови Iроду
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
Fc
О 0,5 А
0,4
03
0,2-
0,1
0 0,1 0,2 0,3 0,4
0,5
Ж
0,9э 0,9
k -
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,8
0,7
0,6
05 1,0 1,5 2 2,5
А ^
1
\
\\
\ ▲ I
*>
0,5
0,3
С, 1
С 0,0 02 5 0,05 0,075 0,1
Б ) 11-^ F с
Рис. 4. Номограми залежностi 0 = f(F0D) для необмежених пластин та цилтдра
При проектуванш обладнання для просочування деревних сортимента ХЗЗ необхщно розраховувати середню штегральну концентрацш оброб-лювальних сортимента у юнщ процесу.
Аналiз диференцiального рiвняння (11) показуе, що середня безроз-мiрна концентрацiя антипiрену для одномiрного тiлi буде характеризуватися у загальному випадку функщею виду
0 = f (F0d ),
графiк яко1 для необмежених пластини i цилшдра наведет на рис. 4.
Таким чином, отримаш анал^ичш вирази дають змогу розрахувати величини концентрацш просочувально1 речовини (в нашому випадку, розчи-ну антишрену) у заданш або дослщжуванш точцi або зонi сортименту за пев-ний час просочення матерiалу у формi цилiндра або пластини. Це вимагае, у
С
С
x r
Q02
0,4
0,2
С
С
свою чергу, використання безрозмiрних комплексних фiзичних величин -вщповщних критерi!в подiбностi•
Лггература
1. Озарк1в 1.М., Сорока Л.Я., Грицюк Ю.1. Основи аеродинамши 1 тепло масообм1ну: Навч. пос. - К.: 1ЗМН, 1997. - 280 с.
2. Ликов А.В. Теория теплопроводности. - М.: Высш. шк., 1967. - 600 с.
УДК 622.767.55 Проф. З.А. Стоцько, д-р техн. наук; проф. Б.1. СокЫ,
д-р техн. наук; доц. В.Г. Топтьницький, канд. техн. наук; acnip. Д.П. Котлярова - НУ " Львiвська полтехтка "
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ I Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ ПАРАМЕТР1В СИПКОГО СЕРЕДОВИЩА НА ПРОЦЕС ЙОГО СЕПАРАЦП
Дослiджено вплив динамiчного процесу роздшення на фракцп сипкого середо-вища, зокрема впливу на процес сепарацп фiзико-механiчних та кiнематичних характеристик.
Prof. Z.A. Stocko;prof. B.I. Sokil; assist.prof. V.G. Topilnytskyy; post-graduateD.P. Kotlyarova-NU "L'vivs'kaPolitekhnika"
Influence of kinematical and physic - mechanical characteristics of loose environment on process of division into fractions is investigated
Influence of dividing on fractions the loose environment dynamic process, in particular physical-mechanical and kinematical characteristics on process of division into fractions is investigated.
Актуальшсть. В1брацшш методи оброблення та вщповщш машини та обладнання отримали широке застосування за останнш час у р1зних галу-зях промисловост та сшьського господарства. Ix впровадження у виробниц-тво сприяе штенсифжаци р1зномаштних процешв, шдвищуе р1вень мехашза-цii та автоматизацii багатьох трудомютких робгг, сприяе вдосконаленню або розробленню нових технологiчних процесiв, збiльшуе економiчну ефектив-нiсть та продуктивнiсть пращ.
Збшьшуеться застосування вiбромашин, що зарекомендували себе в наш час, створюються новi для виконання сучасних технолопчних операцiй. Це зумовлено ix конструктивною простотою i в багатьох випадках бшьш ви-сокою, нiж у звичайних машинах, технолопчною ефективнiстю. Вiбрацiйнi сепаратори, зокрема порiвняно з шшими сортувальними пристроями, забез-печують бшьш високу продуктившсть та чiткiсть роздшення при менших ма-терiальниx затратах завдяки тому, що при вiбруваннi шару продукту на ситi, вш iнтенсивно коливаеться, зменшуеться тертя мiж частинками (вони стають бiльш рухомими), i одночасно проходить вiдносний перерозподш ix за розмь рами, а тому прискорюе видiлення проxiдниx через сита частинок [1].
О^м того, вiбросепарувальнi машини можуть вiддiляти вщ сировини домiшки та дiлити ix на фракцii, зокрема, перед подачею на переробку вiд зерна, горixiв та iншого необxiдно вiддiлити твердi домiшки (феродомiшки,
