Методика визначення масообмінних критеріїв процесу сушіння букових пиломатеріалів Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Л1тература

1. Мартинщв М.П. Хвильовi процеси в однорщних нелiнiйно пружних системах i ме-тоди 1х дослiдження / М.П. Мартинщв, Б.1. Сокiл, М.Б. Сокш // Лiсове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловiсть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2003. - Вип. 28. - С. 81-89.

2. Харченко С.В. Вимушеш коливання рухомих середовищ i асимптотичний метод у 1х дослiдженнi / С.В. Харченко, М.Б. Сокш // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук. -техн. праць. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2006. - Вип. 16.1. - С. 134-139.

3. Назар I.I. Метод Ван-дер-Поля у дослщженш перюдичних збурень рухомих однови-мiрних систем / 1.1. Назар, Б.1. Сокш // Оптимiзацiя виробничих процесiв i техшчний контроль у машинобудуваннi та приладобудуванш. - Львiв, 2006. - № 560. - С. 71-75.

4. Сокш Б.1. Динамiчнi процеси у рухомих одновимрних системах i узагальнення методу Ван-дер-Поля для 1х достдження / Б.1. Сокiл, 1.1.Назар // Машинознавство. - 2006. - № 8. - С. 10-14.

5. Гащук П.М. Вплив змушувально'1 сили на параметричш коливання гнучкого робочо-го елемента механiчного приводу / П.М. Гащук, 1.1. Назар // Динамша i мiцнiсть машин. -Львiв, 2008. - № 614. - С. 55-65.

6. Гащук П.М. Вплив нелшшного демпфування на резонансш явища гнучкого елемента мехашчного приводу / П.М. Гащук, 1.1. Назар, Б.1. Сокш // Автоматизащя виробничих про-цесiв у машинобудуванш та приладобудуваннi : Украшський мiжвiдомч. наук.-техн. зб. -Львiв, 2009. - № 43. - С. 61-65.

7. Сокш Б.1. Нелшшно пружнi характеристики гнучких елеменпв систем привода та 1х вплив на частоту власних коливань / Б.1. Сокiл, А.П. Сеник, Х.1. Лiщинськi // Збiрник науко-вих праць. - Сер.: Галузеве машинобудування, будiвництво. - Полтава : Вид-во Полтавського НТУ iм. Ю. Кондратюка, 2009. - Т. 2, № 3 (25). - С. 206-208.

8. Зельдович Я.Б. Элементы математической физики / Я.Б. Зельдович, А.Д. Мышкис. -М. : Изд-во "Наука", 1973. - 352 с.

Козлинский М.П., Сокил М.Б., Хытряк О.И. Влияние физико-механических характеристик, скорости продольного движения на колебания и напряженно-деформированное состояние гибких приводов

На базе волновой теории разработана методика исследования влияния скорости продольного движения и физико-механических параметров на колебания и напряженно-деформированное состояние гибких элементов систем приводов. Получены соотношения, которые определяют основные характеристики колебаний и динамические напряжения в гибком элементе.

Ключевые слова: нелинейные колебания, амплитуда, деформация, напряжение.

Kozlinskyj M.P., Sokil M.B., Khytriak O.I. The influence of physical and mechanical properties, the constant velocity of longitudinal rate on the oscillation and on the stress-strain state of flexible elements

On the basis of the wave theory it is developed the method of influence the velocity of longitudinal motion and the physical and mechanical parameters on the vibration and on the stress-strain state of elements of the flexible drive. Ratios, which determine the basic characteristics of vibration and dynamic stresses in flexible element are obtained.

Keywords: nonlinear oscillations, amplitude, deformation, stress.

УДК 674.047 1нж. €.П. Кунинець - Ено-меблiLtd;

проф. П.В. Бтей, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. nbsis

МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ МАСООБМ1ННИХ КРИТЕР11В ПРОЦЕСУ СУШ1ННЯ БУКОВИХ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В

Розглянуто методику визначення масообмшних критерпв на основi експери-ментальних даних, що дало змогу виявити комплексний вплив режимних параметрiв на процес сушшня букових пиломатерiалiв у будь-який перюд.

На пiдставi отриманих експериментальних даних можна знайти число-ве значення масообмiнного (вологообмшного або дифузiйного) критерiю Нуссельта

Ш=вЯ. (1)

а

За розрахунковими даними середне значення масообмiнного (дифу-зiйного) критерiю Нуссельта дорiвнюе:

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=26 мм, Ыи =5,23;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=38 мм, Ыи =7,65;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=49 мм, Ыи =9,86.

Масообмiнний (дифузiйний) критерiй Нуссельта е безрозмiрною вели-чинию. Вш означае, що в схожих точках подiбних систем критери Нуссельта

також однаков^ тобто Ыи' =1ёеп. Рiвнiсть критерив Ыи' виражае подiбнiсть перенесення речовини (вологи) на границ фази тверде тiло - агент сушшня цих систем.

Дифузшний (масообмiнний) критерiй Нуссельта е аналогом теплоооб-

мiнного критерiю Бiо У критери Ыи' коефщент мaсовiддaчi (во-

логовiддaчi - Р) е мiрою iнтенсивностi сумiсного перенесення речовини-во-логи (аналог коефiцiентa тепловiддaчi - а), а iнтенсивнiсть перенесення вологи в деревиш визначаеться коефщентом вологопровiдностi - а1 (аналога ко-

ефiцiенту теплопровiдностi - А). Таким чином, коефiцiент Нуссельта (Ыи ) виражае вiдношення штенсивносл випаровування вологи з поверхнi матерь алу (на грaницi фази тверде тшо-агент поверхнi сушiння) до штенсивност перенесення вологи в приграничному шарь

Для розгляду подiбностi процесiв перенесення в ядрi фази використо-вуемо диференщальне рiвняння конвективно! дифузи [1]. Для одномiрного потоку маси в напрямку, наприклад, осi "х" перпендикулярно поверхш контакту фаз

дС +^ дС = Д дС дт дх дх1

СЛ^ СД^ тти ^ /"-»\

— ■= Д—, (2)

дС ...

де:--змша концентрaцil в чаш, тобто неусталений характер процесу;

дт

дС

а>х--розподш концентраци зумовлений конвективним перенесенням;

дх

д2С

Д—2— розподш концентраци за рахунок молекулярно! дифузй.

дх2

Зaмiнимо члени рiвняння (2) такими величинами:

дс с дс с ттд2с ^с ,,,

; ^' Д^(3)

С/ С С (УЛ (УЛ

Роздiливши перший член лiвоl частини рiвняння на його праву части-ну отримаемо безрозмiрний комплекс величини

I2

1 = РО, (4)

тБ

який мае назву масообмiнного критерш Фур'е.

Для того, щоб уникнути труднощдв, пов'язаних з застосуванням в роз-рахунках великих числових значень критерш Фур'е, цей критерш виражають комплексом величин обернених отриманому результату, тобто

= (5)

Я2

За розрахунковими даними, середне значення масообмшного критерш Фур'е дорiвнюе

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=26 мм, РО =4,18;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=38 мм, РО =3,12;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=49 мм, РО =2,33. Вщношення друго! складово! частини рiвняння (1) до його право! час-

тини е безрозмiрним комплексом величин, вщомий пiд назвою дифузiйний (масообмшний) критерiй Пекле - Ре'

реС (6)

а

де: со - швидюсть руху (циркуляцп) агента сушшня, см/с; Я - характерний ль нiйний розмiр, м

Критерш Пекле виражае мiру вiдношення маси речовини (вологи), яка перемщуеться шляхом конвективного перенесення i молекулярно! дифузи у вiдповiдних подiбних систем. Якщо прийняти, що середньою швидкiстю руху (циркуляцп агента сушiння бшя матерiалу е с=3 м/с, то числове значення критерш Пекле дорiвнюватимуть:

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=26 мм, Ре'=1,335-108;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=38 мм, Ре'=1,95-108;

• для букових пиломатер1ал1в товщиною 51=49 мм, Ре' =2,52 -108. Загальна функщональна залежнiсть критерiю масообмiнного Нуссель-

та вщ визначальних критерпв для нестандартних процеЫв масовiддачi може бути виражена так:

Ми/ = / (р/, Ре 7,Яе, Рг...), (7)

де Яе - критерiй Рейнольдса,

соЬр соЬ

Яе =-=-,

Л и

де: с - швидюсть потоку агента сушшня, м/с; I - характерний лшшний роз-мiр, м; и- кшематична в'язюсть агента сушiння и = л / р, м/с (¡л- критерiй динамiчно! в'язкостi, кг/(м-с); р- густина агента сушшня, кг/м ); ¥т - критерш Фруда, Рг = с2 /Lg (тут g - прискорення земного тяжшня, м/с2).

Якщо вплив сил тяжшня на процес перенесення дуже малий, то критерш Фруда з рiвняння (7) може бути виключеним. Тодi

Ми/ = / (Р/, Ре 7,Яе). (9)

З огляду на те, що критерш Пекле мае дуже велике значення (Ре1 = 2,15 • 108), його можна вважати Ре1 ^ да; надаи ним можна знехтувати.

Таким чином, розрахункова залежшсть буде мати вигляд

Ыи/ = / (^,Яе) (10)

або а я=-а пи • (")

чт

У цьому рiвняннi параметрами агента оброблення е швидюсть цирку-ляцй потоку - ю та коефщента кшематично! в,язкостi - и, який залежить вiд температури (1;с) вщносно! вологостi агента оброблення (ф) i визначаеться за формулою

и = [0,113ГС - (18,24 + 7ф)] • 10-6, м2/с. (12)

Критерiaльне рiвняння (11) можна спрощено записати так

Ыи' = А (^)п Яет . (13)

Щоб розв'язати критерiaльне рiвняння (13), його необхщно пролога-рифмувати

1п Ыи' = 1п А + п 1п ^ + т 1пЯе. (14)

Для зручностi в розрахунку проведено замшу 1п Ыи1 = у; 1п ^0/ = х; 1п Яе = х2. Щоб знайти коефщенти рiвняння А, п, т, необхщно скласти систему з трьох рiвнянь

у = 1п А + пх11 + тх21

У2 = 1п А + пх21 + тх22 . (15)

у3 = 1п А + пх12 + тх23

За результатами експериментальних дослiджень система рiвнянь (15) буде мати такий вигляд:

1п А + 0,46п + 8,87т = 2,31

1п А + 0,18П + 8,69т = 2,09. (16)

1п А + 0,59п + 8,60т = 1,91

Розв'язавши це рiвняння (16) за допомогою математично! алгебри, от-римаемо значення коефщенлв А=5,61 • 106; п=-0,774; т=-1,532.

Отже, рiвняння (13) набуде розрахункового вигляду

Ыи' = 5,61 • 106 (^ )-0,774 Яе-1532. (17)

Отримана формула дае змогу узагальнити зaкономiрнiсть впливу па-рaметрiв середовища (температури - 1с i вщносно! вологост - ф середовища та швидкост його циркуляци по штабелю) на процес сушшня букових пило-мaтерiaлiв в будь-який перiод процесу (тривалютю т), для будь-яко! товщини (51) пиломaтерiaлiв• Для зручностi iнженерного розрахунку за рiвнянням (17) розроблено номограму (рис.).

А 3,5 3 2,5 2 1,5 1 4 7 10 13 18 19

КршерИй Фур'с, Критерий Нусетыа, Ни

Рис. Номограма для визначення масообмтного критерЮ Нуссельта

Анашз виробничих даних показуе, що найбшьший вiдсоток дефектiв сушiння припадае на трщини: торцевi, зовнiшнi i внутршш. Оскiльки основ-ними причинами утворення трщин е нерiвномiрнiсть всихання деревини в рiзних напрямках вiдносно волокон та перепад вологост по товщиш, то кри-терiем трiщиноутворення в процес сушiння повинен бути такий параметр, який би до певно! мiри характеризував процес трiщиноутворення• За такий параметр можна прийняти масообмшний критерш Кiрпiчовa, який визнача-ють за формулою

■ 1 ^Я 2 (18)

Кт

а/Wmax ёт

Я2

де:

dW ёт

- швидкiсть (iнтенсивнiсть) сушiння, %/с; Я - половина товщини

сортименту, м; а - вологопровщшсть деревини, м /с; Жтах - максимальна во-логiсть деревини, %. Середне значення критерш Юршчова для дослщжува-них камер тд час сушiння букових пиломaтерiaлiв товщиною 5'1=38 мм ста-новить Кт =0,639.

Висновки. Як видно, масообмшний критерш Юршчова не перевищуе одинищ, це означае, що на вЫх ступенях режимiв сушiння букових пиломате-рiaлiв товщиною 5'1=38 мм у вЫх сушильних камерах типу Абсолют та Уаш-сек параметри середовища забезпечують критерш безпечност режиму сушш-ня, коли напруження, якi виникають в деревиш в процесi сушшня, не переви-щують грaницi мщност деревини на розрив. Тому такий дефект сушшня не повинен появлятися.

Лггература

1. Бшей П.В. Теоретичш основи теплово! обробки 1 сушшня деревини / П.В. Бшей. -Коломия : Вид-во "Вк", 2005. - 364 с.

Кунинец Е.П., Белей П.В. Методика определения масообменных критериев процесса сушения букових пиломатериалов

Рассмотрена методика определения массообменных критериев на основе экспериментальных данных, что дало возможность обнаружить комплексное влияние режимных параметров на процесс сушения букових пиломатериалов в любой период.

KunynetsE.P., BileyP.V. Methods for determining the criteria of mas-sexanging beech lumber drying process

The method of criteria massexanging based on experimental data that revealed a complex effect on the regime parameters of beech lumber drying process at any time has been done.

УДК 675:616.511 Доц. Л.1. Демкевич, канд. техн. наук;

ст. викл. О.В. Сафронова; ст викл. А.М. Уська - Львiвська КА

ЗАБРУДНЕННЯ ШК1Р ДЛЯ ВЕРХУ ВЗУТТЯ

Дослщжено можливе мшробюлопчне забруднення натуральних шюр для верху взуття рiзних видiв тварин: велико! рогато! худоби, оленя i лося. Встановлено неод-накове обаменшня мшрооргашзмами шюр рiзних тварин в щентичних умовах заб-руднення.

Ключов1 слова: шюра, забруднення, мшрооргашзми, оброблення, сировина, по-казник, культивування, вирощування, мазки, колонн, температура, дослщження.

Для виготовлення верху шюряного взуття в Укра!ш застосовують на-туральнi, штучнi та синтетичш шкiри. Деталi верху шкiряного взуття закри-вають тильну i боковi поверхнi стопи, виготовляють !х з м'яких, еластичних матерiалiв. Якщо матерiали верху не забезпечують видалення поту, то збшь-шуеться вологiсть у середиш взуття. Зношування матерiалiв прискорюеться пiд впливом поту, вологи, пилу i забруднень, що знежирюють шюру. Воло-гопроникнiсть натурально! шкiри забезпечуе виведення в навколишне сере-довище 70 % поту.

Найкращим матерiалом для верху шюряного взуття за гтешчними, ес-тетичними та експлуатацшними властивостями вважають натуральнi шкiри. До !! вад вiдносять: намокання у вод^ здатнiсть руйнуватися у процес експлу-атацi!' пiд дiею вологи i мiкроорганiзмiв, недостатня стiйкiсть до дп високих температур i агресивних середовищ (кислот, лугiв, нафтопродуктiв та ш.). Са-нiтарно-гiгiенiчнi вимоги до матерiалiв, якi використовуються для виготовлення шюряного взуття, полягають у тому, що вони не повинш сприяти наг-ромадженню i розвитку мiкроорганiзмiв. Бажано, щоб матерiали мали анти-мiкробну стiйкiсть. М1крофлора шюри, а також !! мiкробiологiчне розкладан-ня залежать вiд виду шюри, методу фарбування та використаних барвниюв.

Метою нашого дослщження було: вивчення можливого мжробюлопч-ного забруднення натуральних шюр для верху взуття рiзних видiв тварин в природних умовах. Варто зазначити, що це питання недостатньо вивчено, а шформацп про нього в науковш лiтературi практично немае. У процес ви-робництва, шюри шддають рiзним видам оброблення, з метою надання !м то-варознавчих властивостей.

З нашвфабрика^в велико! рогато! худоби, оленя i лося, якi не мають глибоких дефектiв, виготовляють м'яю шкiри з тонкою покривною пивкою анiлiнового фарбування. Механiчне оброблення вЫх видiв шкiр за допомо-гою прешв здiйснюють для ущiльнення лицьового шару, шдвищення його ад-гезп та надання блиску. Пiд час пресування використовують плити з рiзним характером поверхш. Шкiру з велико! рогато! худоби переважно пресують