Методи дослідження критерію Нусельта в першому періоді сушіння листових матеріалів (шпону, картону) Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

шок в'яжучого призводять до погiршення якостi паливних гранул, зокрема, спричиняючи 1х крихюсть i зменшуючи IX мiцнiсть.

Рiвномiрнiсть розподiлу компонентiв досягаеться за рахунок створен-ня тиску в котчнш частинi 3. Надлишок в'яжучого, який видаляеться через дренажний отвiр 9, додатково зменшуе тертя мiж бюмасою i робочими органами установки, що сприяе зниженню питомих витрат енерги на процес гра-нулювання, а також продовжуе термiн експлуатацп обладнання.

Застосування бiокомпозицiй у народному господарствi дасть змогу знизити споживання енергоноспв (нафти, газу, вугiлля), а запропонований метод виробництва бюкомпозицш ютотно зменшуе енергозатрати на 1х вироб-ництво порiвняно з юнуючими.

Важливим аспектом е те, що при виробнищв бюкомпозици утилiзу-ються вiдходи люово! та целюлозно-паперово! промисловост^ завдяки чому зменшуеться екологiчне напруження вiд складування цих вiдходiв та покра-щуеться екологiчний стан довкшля.

УДК 647.047 Проф. С. Ф. Гавенко, д-р техн. наук - Укратська академш друкарства; доц. Й.Л. Ацбергер; тж. З.П. Копинець - НЛТУ Украти

МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ КРИТЕР1Ю НУСЕЛЬТА В ПЕРШОМУ ПЕР1ОД1 СУШ1ННЯ ЛИСТОВИХ МАТЕР1АЛ1В

(ШПОНУ, КАРТОНУ)

Проведено аналiз методiв дослiджень критерiю Нусельта в першому перiодi су-шшня. Наведено формули для розрахунку цього критер^.

Prof. S.F. Havenko, doctorate - Ukrainian academy of book-printing; doc. Yo.L. Acberger, eng. Z.P. Kopynets - NUFWT of Ukraine

Nusselt's criterion research methods in first drying period of leaf materials

(veneer, cardboard)

The analysis of methods of researches of criterion of Nusselt's is conducted in the first period of drying. Formulas are resulted for the calculation of this criterion.

Вщомо [1, 2], що м1ж р1вняннями тепло- i масообмшу в процес сушш-ня деревинних листових матерiалiв (шпону, картону, деревинноволокнистих та листових матерiалiв i т.п.) спостер^аеться певна аналопя, внаслщок чого залежност тепломасообмшного Nu i масообмшного Nu^ критерив Нусельта вiд параметрiв умов сушшня повиннi бути однаковими для же границь 1х змiн. Тому, в практичних розрахунках аналопю тепло- i масообмiнних проце-сiв достатньо широко використовують в iнженернiй практицi [2]. Зокрема, Г. Т. Сергеев [3] при обробленш результат дослiджень процесiв випаровуван-ня води iз вшьно! поверхш в умовах вимушеного турбулентного руху потоку (Re = 2-104.. .2-105) рекомендуе використовувати таю формули: • для теплообм1ну

Nu = 0,086 • Re0 80 • Pr0 33-Gu0 20 ; (1)

• для масообмшу

Num = 0,094 • Re0'80• Pr^'33• Gu0'20, (2)

v

де: Pr - теплообмшний критерш Прандтля (Pr = —), де v - коефщент кшема-

a

тично! в'язкост агента сушшня, а - коефщ1ент температуропровщност1);

v

PrD - дифузшний критерш Прандтля (PrD = —, де D - коефщент молекуляр-

но! дифузп); Gu

{ ГТ1 ГТ1

Gu = с- *

Т

V с У

D

- критерш Гухмана, де Тс, Тм - вщповщно

абсолютнi температури пов^я сухого та мокрого термометрiв.

Г.В. Нестеренко [4] для визначення штенсивност випаровування води iз вшьно! поверхш в процесi конвективного сушiння рекомендуе вираз

0,33 /^0,175

Nu = А • Rem • Pr0,33 • Gu

г т

_с

Т

V м у

(3)

де: Рг - теплообмшний критерiй Прандтля (для сухого повггря в дiапазонi температур 20-60°С Рг = 0,712); А - постшний коефiцiент, який залежить вщ режиму руху агента сушiння (А = 0,51 коли Re = 3,15-103...2,2-104; А = 0,027 -Re >2,2-104); т - показник степеня (т = 0,61, коли Re = 3,15-103...2,2-104; т = = 0,90 - Re > 2,2-104).

Для порiвняння iнтенсивностi конвективного сушшня шпону в перiодi постшно! швидкостi сушiння iз iнтенсивностi випаровування води iз вшьно! поверхнi доцшьно використовувати спiввiдношення виду

. Ки • X / ч

Сп, = -Г - ^ ), (4)

г • I

де: Ки - теплообмшний критерш Нусельта; г - питома теплота пароутворен-ня (приймаеться за температурою мокрого термометра); кс - коефщент теп-лопровiдностi сухого повггря (приймаеться за таблицями); I - визначальний розмiр шпону в напрямку потоку агента сушшня.

Своею чергою, штенсившсть конвективного сушiння листового мате-рiалу (шпону, картону) в першому перiодi може бути визначена [1]

dW 100 • Ш X

N

dr r• рБ

• ( - <м ) (5)

S

де: рБ - базова густина деревини; R - характерний розм1р (R = , де S1 - тов-

щина об'екта сушшня).

Результати пор1вняння показують, що для однакових режимних пара-метр1в штенсившсть сушшня шпону, наприклад, q'm дор1внюе

q'm= 1,042 • qeume . (6)

Незначне в1дхилення (до 4,2 %) р1вност1 м1ж швидюстю сушшня в першому перюд1 та швидюстю випаровування води 1з вшьно! поверхш вказуе

на незначний вплив шорсткостi поверхнi та трщин у поверхневому шарi шпону. Це шдтверджуе одне iз тверджень О.В. Ликова [1] про те, що в проце-сi iнтенсивного теплообмшу в першому перiодi сушiння мае мюце перехiд каплево! рiдини iз матерiалу в пограничний шар вологого повггря, де й вщбу-ваеться випаровування вологи.

Водночас, тривалють сушшня шпону в першому перiодi за Д.М. Стер-лiним [5] визначаеться за формулою

Жп - 30 N

■ К

(7)

де Кш - коефiцiент, що враховуе довжину шпону за напрямком руху потоку сушильного агента; величина його визначаеться

Кш = 0,93 + 0,173 ■ I. (8)

У випадку сушшня шпону двох рiзних розмiрiв (наприклад, I' = 1 м i Г) iз рiвняння (7) отримаемо

Т К." ■ N'

Т К ■ N"

(9)

де N' , N ' - вiдповiдно швидкост сушiння в першому перiодi iз визначальни-ми розмiрами I' = 1 м i I").

П.Д. Лебедев [6] для конвективно-радiацiйного сушiння рекомендуе використовувати формулу щодо визначення критерiю Нусельта в першому перiодi сушiння

Ш = А ■ Яеп

с \т

Увипр

г ■ д

(10)

т

а також вираз виду

Ш = А ■ Яеп

( Т Л с р ( т Л випр

, Тм Т„ ,

V М у

(11)

де: А, п, т, к, р - постiйнi коефiцiенти, що враховують властивостi об'екта су-шшня; Твипр - температура поверхнi випромшювача.

Зауважимо, що при сушiннi рiзних вологих матерiалiв автором [6] по-казники ступенiв для критерilв Яе, ОиМ, Твипр.1Тс були однаковими i становили вiдповiдно п = 0,50; р = 2; к = 0,40.

Що ж до виразу (10), то дана критерiальна залежшсть випливае iз основного рiвняння перенесення тепла для перюду постшно! швидкостi конвек-тивно-радiацiйного сушiння. Водночас, використання формули (10) для прак-тичних розрахунюв е можливим, коли вщомими е значення iнтенсивностi сушшня. Власне, через це, бшьш зручшшим для iнженерноl практики е рiвнян-ня (11), оскiльки воно мютить у собi режимнi параметри, яю характеризують безпосередньо процес конвективно -радiацiйного сушiння вологих матерiалiв.

Рiвнiсть показника степеня к (к = 0,40) для рiзних вологих матерiалiв говорить про те, що параметричний критерш, що враховуе вплив променевого теплообмшу на конвективний теплообмш, тобто Твипр./Тс, не залежить вiд

властивостей об'екта сушiння, а тiльки характеризуе вплив потоку шфрачер-воного випромшювання на термодинамiчнi властивостi середовища як акуму-лятора тепла та вологи.

При сумюному пiдведеннi тепла до матерiалу за рахунок конвекцiï та шфрачервоного випромiнювання вiд низькотемпературних генераторiв з метою спрощення критерiальних рiвнянь доцiльним е використання, як потенць алу променевого теплообмiну, рiзницi перших степенiв температур випромь нювача i поверхнi опромiненого матерiалу.

Через те, що волого- й теплопоглинаючим середовищем е повiтря, то вологообмш на поверхнi випаровування, як i при конвективному пщведенш тепла, буде визначатися законом Дальтона.

Л^ература

1. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. - М.: Энергия, 1972. - 560 с.

2. Михеев М.А., Михеева Н.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1977. - 342 с.

3. Сергеев Г.Т. Исследование внешнего тепло- и массопереноса при испарении жидкости капилярнопористым телом. - ИФЖ, 1961, т. 4, № 5. - С. 33-37.

4. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.: Высш. шк., 1971. - 459 с.

5. Стерлин Д.М. Сушка шпона в роликовых и камерных сушилках. - М.: Гослесбумиз-дат, 1965. - 36 с.

6. Лебедев П.Д. Сушка инфракрасными лучами. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. - 232 с.

УДК 01.05.02 Наук. ствроб. Р.1. Гущак, канд. техн. наук -Львiвський НУ

м. 1вана Франка

МЕХАН1КА В ТЕОР11 МАГНЕТНОГО ПОЛЯ

Виконано розрахунок перехщних електромагнетних процеав диполя рщкого кристала, керованого зовшшшм електричним полем.

Research worker R.I. Hushchak - Lviv NU named after Ivan Franko Mechanics in the theory of the magnetic field

Calculation of the transient electromagnetic processes of the liquid crystal dipole, guided by the external electric field, was carried out.

Багато електротехшчних пристро1в мютять у соб1 рухом1 конструкци. Розрахунок 1х електромагнетних пол1в е надто складною задачею з погляду не те-оретичних узагальнень, а з погляду алгоритмчно! реал1заци. Рухом1 структури, як правило, деформують просторов! дескридацшш сггки, спричиняють появу 1р-регулярних вузл1в, ускладнюють визначення електромагнетних величин на межi р1зних середовищ тощо. А тому побудова математичних моделей електромагнет-ного поля в рухомих суцшьних середовищах за наявност суцшьних структур е надто актуальною задачею. Вщ 11 усшшного розв'язання залежить побудова су-часних математичних моделей бшьшосп елекгромехашчних пристро!в.

1з широкого кола задач електромехашки в теорн поля розглянемо тшь-ки одну, а саме: розрахунок перехщних електромагнетних процеЫв диполя рщкого кристала, керованого зовшшшм електричним полем.

Кристал1чну пластинку вважають безмежно довгою. Декартов! коор-динати скеровують так, щоб вюь x простувала за найменшим геометричним