Научная статья на тему 'Характерні особливості впливу режимних параметрів сушіння на коефіцієнт теплообміну'

Характерні особливості впливу режимних параметрів сушіння на коефіцієнт теплообміну Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
49
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — І. М. Озарків, В. С. Козар, Н. Д. Довга, М. С. Кобринович

Розглянуто особливості впливу коефіцієнта тепловіддачі на інтенсивність процесу сушіння за конвективного способу підведення теплоти до об'єкта сушіння. Наведено залежності та формули для визначення коефіцієнта теплообміну. Досліджено взаємозв'язки між критеріями подібності, що відображають процеси тепломасоперенесення.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — І. М. Озарків, В. С. Козар, Н. Д. Довга, М. С. Кобринович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Characteristic features of regime parameters for drying impact on heat exchange coefficient

Discovered the features of the influence coefficient of heat transfer on the drying process intensity in convective mode of heat supply to the drying facility. Pointed dependences and formulas to determine the coefficient of heat exchange. Showed the relationship between similarity criteria which display heat-mass transfer.

Текст научной работы на тему «Характерні особливості впливу режимних параметрів сушіння на коефіцієнт теплообміну»

2. Климась Р. Визначення ймовiрностi виникнення пожеж у будiвлях i спорудах pi3Horo призначення / Р. Климась, Д. Матвшчук // Надзвичайна ситуацiя : зб. наук. праць. - 2011. - № 11 (168). - С. 44-45.

3. ДСТУ EN 54-14:2005. Системи пожежно! сигнашзаци. Вимоги по проектуванню, монтажу, наладщ, експлуатаци i технiчному обслуговуванню. [Електронний ресурс]. - Дос-тупний з http://www.budinfo.org.ua/doc/1811902.jsp

4. ДБН В.2.5-20-2001. Газоснабжение. [Электронный ресурс]. - Доступный з http://www. dwg.ru/dnl/8144

5. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. [Электронный ресурс]. - Доступный з http://www.elec.ru/library/direction/pue.html

6. Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Б. Диллон, Ч. Сингх. - М. : Изд-во "Мир", 1984. - 318 с.

7. ГОСТ 1284.2-89. Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Технические условия. [Электронный ресурс]. - Доступный з http://www.vsegost.com/Catalog/28/28539.shtml

8. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении / Ю.А. Кошмаров. - М. : Академия ГПС МВД России, 2000. - 118 с.

9. Гулща Е.М. Прогнозування величини оптично! густини диму при пожежi в примщеш / Е.М. Гулща // Пожежна безпека : зб. наук. праць. - Львiв : Вид-во ЛДУ БЖД. - 2011. - N° 18. - С. 65-70.

10. Холщевников В.В. Моделирование людских потоков / В.В. Холщевников // Моделирование пожаров и взрывов. - М. : Изд-во "Пожнаука", 2000. - С. 139-169.

Гулида Э.Н., Мовчан И А. Оценка пожарного риска для сооружений производственного назначения

На основании анализа основных положений теории надежности получены зависимости для определения количественной величины потенциального, индивидуального и социального пожарных рисков для сооружений производственного назначения. Полученные зависимости позволяют прогнозировать значение пожарных рисков для реализации пожарной безопасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей, которые являются очень важными для предупреждения возможности возникновения пожара.

Ключевые слова: пожарный риск, пожар, частота появления пожара, интенсивность отказов.

Hulida Ye.M., Movchan I.O. Estimation of fire risk for building of productive setting

On the basis of analysis of substantive provisions of theory of reliability there were the got dependences for determination of quantitative size potential, individual and social fire risks for building of the productive setting. The got dependences allow to forecast the value of fire risks for realization of fire safety of object of defence and her consequences for people and material values that are very important for warning of possibility of origin of fire.

Keywords: fire risk, fire, frequency of appearance of fire, intensity of refuses.

УДК 674.047.3 Проф. 1.М. Озаркв, д-р техн. наук;

астр. В.С. Козар; доц. Н.Д. Довга, канд. фЬ.-мат наук; доц. М.С. Кобринович, канд. фЬ.-мат наук - НЛТУ Украши, м. Львiв

ХАРАКТЕРН1 ОСОБЛИВОСТ1 ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ ПАРАМЕТР1В СУШ1ННЯ НА КОЕФЩ1ЕНТ ТЕПЛООБМ1НУ

Розглянуто особливост впливу коефщента тепловiддачi на штенсившсть про-цесу сушшня за конвективного способу пщведення теплоти до об'екта сушшня. Наведено залежност та формули для визначення коефщента теплообм^. Дослщжено взаемозв'язки мiж крш^ями подiбностi, що вщображають процеси тепломасопере-несення.

Науковий вкник Н.1Т У Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.9_

Вщомо [1], що на iнтенсивнiсть процесу сушшня деревини iстотно впливають в одних випадках зовшшш умови передачi теплоти вiд генератора теплово! енергп, а в iнших - внутршш умови, тобто умови перенесення теплоти i маси (вологи) в середиш матерiалу. Тому кiлькiснi характеристики явищ тепло- i вологообмiну мiж об'ектом та агентом сушiння описують ко-ефiцieнтами тепло- i вологообмшу.

У реальних деревних сортиментах (дошках, чорнових меблевих заготовках, паркетному фризу тощо) перенесення теплоти та маси здшснюеться у трьох структурних напрямках (по довжиш, в радiальному i тангентальному напрямках). З огляду на те, що в бшьшосп випадюв вiдношення ширини до товщини матерiалу, який висушуеться, бiльше трьох, то за характерний роз-мiр приймають половину товщини, тобто К=Б1/2, де - товщина матерiалу. Пiд час сушiння обрiзних пиломатерiалiв унаслiдок формування штабелiв без шпацш надалi за умови використання сушильних камер iз поперечною приму -совою циркуляцiею нагрiтого повiтря за визначений розмiр приймають кож-ний горизонтальний ряд штабеля i розглядають його як необмежену пластину. У цьому випадку неточнiсть у визначеннi характерного розмiру ляже частко-во на коефщент теплообмiну (останнiй визначаеться експериментально). Пiд час дослiдження процесiв сушшня багатомiрних тiл, коли £2 / 5\<3,0 визначен-ня коефiцiентiв можна представляти як добуток розв'язюв для необмежених (безмежно довгих) одновимiрних тш, кожне з яких буде мати характерний розмiр, що вiдповiдае розмiру багатомiрного тiла в певному напрямку. Проте розв'язання таких диференцiальних рiвнянь навiть сучасними методами математики е трудомюткими, а в окремих випадках - i неможливими. Тому визна-чення коефiцiента теплообмiну здшснюють для одномiрного тiла.

Для будь-якого перюду, наприклад конвективного способу сушшня, формула розрахунку коефiцiента теплообмiну матиме вигляд:

де: Сж/йт - швидюсть сушiння у будь-якому перiодi, %/с; рб - базова густина, кг/м3; К - визначальний (характерний) розмiр об'екта сушiння, м; г - питома теплота пароутворення (г=2500 - 2,38-1;м кДж/кг або г=2490 - 0,00Нм кДж/кг); См - питома теплоемнють деревини, См=](гм, Ж), кДж/(кг.°С); гс, гпм - вщпо-вщно температури сухого термометра i поверхш матерiалу (гпм~ гм, гм -температура мокрого термометра, °С).

У перiодi зниження швидкостi змiнюються як температура поверхш матерiалу гп.м, так i швидюсть сушiння Сж/йт i швидюсть нагрiвання матерiалу йг/Сж. Це означае, що коефщент конвективного теплообм^ також змь нюеться. Для перюду постшно! швидкостi сушiння (^=Сж/Ст=сош1), коли з поверхш матерiалу випаровуеться вшьна вода i температура поверхш практично е сталою величиною (Сг/Ст^ 0), то вираз (1) спрощуеться i набувае вигляду:

(1)

100(ГС - Хпм)

(2)

З аналiзу наших дослiджень [1, 2], як i з дослiджень iнших вчених [36], видно, що характер змши коефiцieнта конвективного теплообмiну, ус-кладненого масообмiном, залежно вiд вологост матерiалу, е аналогiчним до закономiрностей швидкостi сушiння. Це означае, що якщо кривi швидкостi сушiння мають перiод постшно1 швидкостi сушiння, то кривi залежностi ак = / ) також будуть мати перiод постiйного значення коефiцiента тепло-обмiну, тобто aкокв=const. I навпаки, коли перiоду постшно1 швидкостi немае, то i дiлянки сталого коефщента теплообмiну також немае.

Пiд час узагальнення дослiдних даних за середшм для вше1 поверхнi об'екта сушшня значенням у процес обезводнення деревини вчеш отримали рiзнi критерiальнi рiвняння [3-8]. Зокрема, в роботах [3, 5, 8] вплив штенсив-ност масообмiну на коефiцiент конвективного теплообмшу пiд час сушiння рiзних матерiалiв враховано з допомогою критерiю Гухмана

= Щ (3)

i запропоновано залежнiсть у виглядi критерто Нусельта, тобто

Ши = А ■ Яев- Оис, (4)

де: А, в, с - певш числа, що залежать вщ природи об'екта сушшня, режимних параметрiв та умов руху агента сушiння.

Варто тдкреслити, що для умов конвективного сушшня матерiалiв критерiй Гухмана мае велике значення, тому що вш враховуе вщносний по-тенцiал сушшня.

Вплив критерто Гухмана на коефщент теплообмiну показуе, що при значеннях Тс, близьких до Тм (початок процесу на^вання деревини або про-цесу сушiння), коефiцiент теплообмiну шд час сушiння дорiвнюе коефiцiенту теплообмшу, не ускладненого вологообмiном, тобто аконв ~ ас. Останне вка-зуе на те, що значення коефщента теплообм^ конвективного сушiння мож-на визначити за формулами М.О. Михеева [6] для коефщента чистого сушшня аС, неускладненого вологообмiном, тобто

Яе<105 ас=0,660•Яв-0,50/Ь; (5)

Яе>105 ас=0,032 Яе-0,80 • Хс/Ь, (6)

де: Ь - визначальний розмiр, тобто довжина матерiалу в напрямку руху агента сушiння (розмiр впоперек волокон одного горизонтального ряду дощок), м; 1с - коефщент теплопровiдностi агента сушiння, Вт/(м-град).

За сталого потенщалу процесу сушiння — М) iз збiльшенням

температури 1с критерш Гухмана зменшуеться, а коефщент теплообмiну зростае. З аналiзу наших дослщжень, як i з дослщжень iнших вчених, видно, що тдвищення температури сухого термометра (/с) i швидкостi агента сушш-ня V), а також зменшення температури мокрого термометра (/м), викличе пiдвищення коефiцiента теплообмiну в перiодi постшно1 швидкостi сушiння. У перiодi заповшьнювально1 швидкостi сушiння коефiцiент теплообм^ зменшуеться за мiрою кiлькiсного вмюту вологи.

Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.9

Отже, критерш Гухмана встановлюе чггку залежнiсть вщ нього крите-рiю Нусельта в першому перiодi сyшiння. Адже цей критерш визначае збшь-шення коефщента теплообмiнy внаслiдок тyрбyлiзацü повiтряного потоку (агента сушшня) парою випаровувано1 вологи з поверхш об'екта сyшiння.

Швидюсть сyшiння у першому перiодi комбшованого (конвективно-радiацiйного) сyшiння будемо визначати за формулою

" " 100 %/с. (7)

N = dW-. dz

Nu ' c ' ( tnM) + qeunp

Рб ' r'R

Значення критерто Нусельта для конвективного способу сушшня виз-начимо

Nu = 0,0641' Re0-80' f1 ' РгУъ Л--1— Ъшт1 , (8)

I Тм) \ Renos Si )

де: Renos | Renos = °ч Ъшп | - критерiй Рейнольдса на поверхнi ряду дощок шта-

I ^ )

беля; S1 - товщина пиломатерiалiв, м.

Враховуючи те, що в разi сyшiння рiзних коло1дних катлярно-порис-тих матерiалiв площа поверхш випаровування вологи не дорiвнюе площi ге-ометрично1 поверхнi, адже випаровування вологи вщбуваеться не тiльки на самш поверхнi, але й на певнш глибинi матерiалy, то використання методiв та закономiрностей, що базуються на теорп подiбностi для вщкрито! повер-хнi, е не цшком правомiрним та виправданим.

Л1тература

1. Озарив 1.М. Використання сонячно! енерги у промисловост : навч. поабн. / 1.М. Озарив, Й.С. Мисак, З.П. Копинець / за ред. д-ра техн. наук 1.М. Озарюва. - Льв1в : НВФ "Ук-рашсьга технологи", 2008. - 276 с.

2. Озарив 1.М. Застосування сонячно! енерги у житловому господарств1 та люовому комплекс!: Наукове видання / 1.М. Озарив, Й.С. Мисак, Г.Т. Криницький, В.М. Максим1в, I.A. Соколовський, Л.1. Копш, О.1. Озарюв, В.С. Козар. - Льв1в : НВФ "Украшсьга технологй", 2012. - 338 с.

3. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. - М. : Изд-во "Энергия", 1970. - 480 с.

4. Чудинов Б.С. Теория тепловой обработки древесины / Б.С. Чудинов. - М. : Изд-во "Наука", 1968. - 256 с.

5. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины / Г.С. Шубин. -М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1973. - 248 с.

6. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. - М. : Изд-во "Энергия", 1977. - 344 с.

7. Кришер О. Научные основы техники сушки / О. Кришер. - М. : Изд-во "Иностранная лит-ра", 1961. - 539 с.

8. Лебедев П.Д. Сушка инфракрасными лучами / П.Д. Лебедев. - М.-Л. : Госэнергоиз-дат, 1955. - 232 с.

Озаркив И.М., Козар В.С., Довга Н.Д., Кобринович М.С. Характерные особенности влияния режимных параметров сушки на коэффициент теплообмена

Раскрыты особенности влияния коэффициента теплоотдачи на интенсивность процесса сушки при конвективном способе подвода теплоты к объекту сушки. Приведены зависимости и формулы для определения коэффициента теплообмена. Показаны взаимосвязи между критериями подобия, отражающие процессы тепломассопе-реноса.

Ozarkiv I.M., Kozar V.S., Dovga N.D., Kobrinovich M.S. Characteristic features of regime parameters for drying impact on heat exchange coefficient

Discovered the features of the influence coefficient of heat transfer on the drying process intensity in convective mode of heat supply to the drying facility. Pointed dependences and formulas to determine the coefficient of heat exchange. Showed the relationship between similarity criteria which display heat-mass transfer.

УДК 004.942 Проф. В.М. Теслюк1, д-р техн. наук; студ. Т.В. Теслюк1;

доц. А.С. Ляпандра2, канд. техн. наук

МОДЕЛЬ П1ДСИСТЕМИ КЛ1МАТ-КОНТРОЛЮ ДЛЯ АНАЛ1ЗУ РОБОТИ 1НТЕЛЕКТУАЛЬНОГО БУДИНКУ

Розроблено модель шдсистеми ^мат-контролю штелектуального будинку на 0CH0Bi кольорових мереж Петрi та наведено результати дослщження ще! шдсистеми на осжга побудованого графу досяжност сташв. Побудована модель дасть змогу шдвищити ефектившсть автоматизованого проектування штелектуальних будинюв.

Knm4oei слова: модель, шдсистема ^мат-контролю, мережi Петрг

Вступ. 3i стр1мким ростом населення земл1 та урбашзащею, дедал1 на-гальшше постають проблеми у мютах з ресурсами, простором i екологiею. Експерти прогнозують, що до 2050 р. чисельшсть мюьких жителiв зросте уд-вiчi. Зростуть також i масштаби проблем всередиш мiст [1]. Кожне мiсто можна представити як множину житлових мюць i сервiсiв, до яких належать: управлшня, транспорт, енергетика, медицина, сервюи, освiта, безпека та iншi.

Мюто найчастiше стикаеться з такими проблемами: енергозабезпечен-ня (небезпека раптового вщключення електропостачання, нерацiональне ви-користання енергоресуршв, тощо), проблеми з екологiею та транспортом (значна загазовашсть вулиць, часп проблеми з заторами), водопостачання (нерацюнальне витрачання водних ресурсiв, проблеми з очищенням i тран-спортування питно! води), неефективне управлiння ресурсами тощо.

Велике мюто - це складна система, яка складаеться з багатьох тдсис-тем. У мiстi вс значущi галузi господарсько! дiяльностi - транспорт, енерго- i водопостачання, охорона здоров'я, комерщя, освiта, комунiкацiя, безпека -тюно пов'язанi один з одним. Це створюе чудовi передумови для штелекту-ального пiдходу до виршення поставлених проблем.

У цьому випадку рекомендовано використовувати здобутки технологи штелектуального будинку [2]. Зпдно з даними закордонно! статистики, вони дають змогу знизити: експлуатацшш витрати - до 30 %; платежi за воду - до 41 %; платежi за електроенергiю - до 30 %; платежi за тепло - до 50 % та ш-шi [3]. У реалiях Укра!ни, з !! старими системами та комушкащями, можна досягнути ще кращих результапв. Тому проектування, моделювання, вдоско-налення та впровадження технологш iнтелектуального будинку е актуальним питанням сьогодення.

1 НУ '^bBiBCbKa жштехшка";

2 Тернотльський нацiональний економiчний утверситет

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.