CC BY
28
Матеріали третьої групи займають проміжне значення за кінетичними особливостями сушіння між матеріалами першої і другої груп. Кінетична крива характеризується наявністю умовних першого і другого періодів, але відсутній як період механічного витіснення, так і період сповільненого сушіння.
Кількісною характеристикою швидкості сушіння матеріалів усіх трьох груп є коефіцієнт "а", який входить в рівняння кінетики сушіння в першому умовному періоді [4] Ж/Ж0=1-а-т-є аН, де W - поточна вологість, %; W0 -початкова вологість, %, ос - кінетичний коефіцієнт, який залежить від гідродинамічних умов і температури теплоносія, 1/с; т- поточний час сушіння, с; "а" - кінетичний коефіцієнт, який залежить від природи і структури матеріалу, 1/м; Н - товщина стінки матеріалу, м.
В таблиці наведені середні значення кінетичного коефіцієнта "а" для різних груп матеріалів, які підтверджують взаємозв’язок швидкості сушіння з структурними характеристиками і природою зв’язку вологи з матеріалом.
7'абл^е])едн^наченшм<ін^^
Матеріал а, 1/м
І група 0,058
II група 1,91
III група 0,12
З наведених результатів досліджень і їх аналізу можна зробити висновок, що при організації високоефективного фільтраційного процесу сушіння листових газопроникних матеріалів необхідно визначати не тільки параметри теплоносія, але і структурні характеристики об’єкту, що висушується, природу його зв’язку з вологою, що тісно пов’язано з механізмом фільтраційного сушіння.
Література
1. Коллинз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. - М.: Мир. - 1964. - 351 с.
2. Проблемы теории и практики исследования в области катализа /Под общей редакцией В.А. Ройтера. / - К.: Наук, думка. - 1973. - 362 с.
3. Левицький Б.Ф., Лещій Н.П. Основи підземної гідравліки. - Львів: Видав. Львівського ДУ.- 1958.-231 с.
4. Ханык Я.Н. Фильтрационная сушка плоских проницаемых материалов.: Автореферат
дис. док. тех. наук. - Львів, 1992. - 36 с.____________
УДК 674,047 Проф, П.В. Білей, д,т,н,; інж, Ю.І. Зарееа - УкрДЛТУ;
інж, В,П, Селедець - Кременецький лісотехнікум
ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ОБЛАДНАННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЇ СУШІННЯ ПИЛОМАТЕРІАЛІВ
Обгрунтовано вибір технології сушіння пиломатеріалів залежно від вимог до обладнання, породи деревини, розмірів пиломатеріалів та їх призначення.
Prof, Р, V, Bilej; eng, Yu,I, Zarewa - USUFWT; eng, VP. Seledets
The substantiation of selection of the equipment and know-how of drying of
saw-timbers
The selection of know-how of drying of saw-timbers is justified depending on the requirements up to the equipment, rock of timber, sizes of saw-timbers and their assigning.
Тепломасообмінні процеси і прогресивні технології деревообробки
61
_________________________________________Український державний лісотехнічний університет
Вибір сушильних камер при проектуванні нових і реконструкції існуючих підприємств - це задача, яка вимагає врахування профілю підприємства, його виробничої потужності, характеристики продукції та інших умов. Тут потрібно:
• обґрунтовано вибрати принцип дії сушарки (періодичної або безперервної дії);
• оцінити доцільність і економічність прийнятого джерела теплопостачання та сушильного агента;
• прийняти раціональний конструктивний варіант сушарки.
Доцільність застосування камер періодичної або безперервної дії визначається головним чином профілем підприємства та його виробничою потужністю. За особливостями сушіння пиломатеріалів деревообробні підприємства можна розділити умовно на дві групи: підприємства, для яких пиломатеріали (дошки і заготовки) є готовою продукцією та підприємства, для яких пиломатеріали є сировиною для виготовлення готових виробів з деревини. На підприємствах першої групи пиломатеріали сушать, як правило, до транспортної вологості (18-20 %) та використовують сушарки безперервної дії. На підприємствах другої групи пиломатеріали сушать до експлуатаційної вологості (7-12 %) та використовують сушарки періодичної дії. Крім того, камери безперервної дії доцільно застосовувати для сушіння великих об’ємів (більше 20 тис. м3 за рік) однорідного за породою і розмірами матеріалу. Сушарки періодичної дії застосовують для малих об'ємів (до 20 тис. м3 за рік) та широкого асортименту (більше шести найменувань) матеріалу. В камерах періодичної дії можна досягти якості, сушіння вищої, ніж в сушарках безперервної дії.
Джерелом теплопостачання сушильних камер може бути водяна пара і нагріта вода (повітряні та пароповітряні сушарки), топкові гази від спалювання твердого палива (дров, відходів) і газу. При виборі джерела теплопостачання необхідно перш за все оцінити витрати на теплову енергію. Вибираючи тип сушарки за джерелом теплопостачання необхідно визначати якість висушуваних пиломатеріалів. Наприклад, при сушінні топковими газами поверхня матеріалу може забруднюватися; при застосуванні високотемпературних і форсованих режимів змінюється колір і міцність деревини, при сушінні в камерах з аеродинамічним підігрівом повітря необхідно застосовувати зволоження матеріалу для зняття внутрішніх напруг.
Раціональність тієї чи іншої конструкції сушарки, в межах обраного типу, визначається порівняльною інтенсивністю і рівномірністю просихання матеріалу. При різних інших умовах вони залежать від рівномірності циркуляції сушильного агента та рівномірності розподілу його температурно-вологісного поля. За результатами досліджень, проведених в УкрДЛТУ отримані допустимі значення коефіцієнтів нерівномірності кінцевої вологості пиломатеріалів (vw, %) нерівномірності розподілу температурного поля в камері (vt, %) та нерівномірності розподілу агента сушіння %), які наведено в табл. 1
Як видно з табл. 1 між значеннями (Vi) існує певний зв'язок.
vt = 0,5 Х)ю; vw = 2,25 vt; vw =1,25 vю Сушіння пиломатеріалів в камерах може здійснюватись в дошках або заготовках. Сушіння в дошках (порівняно з сушінням в заготовках) має такі переваги:
• краще використовується деревина, підвищується корисний вихід при випилюванні заготовок з сухих дощок;
62
Розробка сучасних технологій деревообробки
• зменшуються витрати робочої сили на формування і розбирання штабеля та його транспортування;
• покращуються умови механізації трудомістких операцій і можливе збільшення габаритів штабеля.
Та б;і. 1. Допустимі значення відхилення коефіцієнту нерівномірності
Показники Середня кінцева воло-гість, W~K,% Допустимі значення а, та Vi для категорії якості
І II III
Допустимі відхилення від кінцевої вологості [A WK] = ow, % 1 10 15 ±1,0% ±1,5 % ±1,5% ±2,0 % ±3,0 % ±3,0 ±4,0
Допустима нерівномірність розподілу кінцевої вологості vw, % 7 10 15 15.0 % 15.0 % 20,0 % 20,0 % 20,0 % 30.0 % 30.0 %
Допустима нерівномірність розподілу температурного поля, Vt, % 7 10 15 6,0 % 6,0 % 8,0 % 8,0 % 8,0 % 12,0 % 12,0 %
Допустима нерівномірність розподілу агенту сушіння, 3)^, % 7 10 15 12,0 % 12,0 % 16,0 % 16,0 % 16,0 % 24.0 % 24.0 %
Сушіння в заготовках має ту перевагу, що при однаковій витраті пари і електроенергії продуктивність сушарок зростає в 1,3...2,5 рази в перерахунку їх об’єму на дошки. Однак, сушіння в заготовках має ряд істотних недоліків:
• збільшується (майже в 2 рази) потреба в робочій силі на завантажувально-розвантажувальні роботи,
• збільшується небезпека появи торцевих тріщин, що призводить до зайвих витрат деревини або припусків на обрізку по довжині;
• погіршується планування роботи камер у зв’язку з тим, що при сушінні в заготовках значно зростає їх асортимент.
Таким чином, якщо підприємство достатньою мірою забезпечене тепловою енергією та має достатню кількість сушарок, пиломатеріали краще сушити у виді дощок.
Раціональне проведення технологічного процесу сушіння пиломатеріалів тісно пов’язане з методами оптимізації та критеріями ефективності: технічними, технологічними та економічними.
До технічних критеріїв оптимізації необхідно віднести показники, які характеризують технічну сторону сушарок: продуктивність (за тривалістю процесу - т); рівномірність циркуляції агента сушіння %; коефіцієнт використання сушильного агента - r|v: рівномірність температурного поля - vt, %; коефіцієнт корисної дії сушарки -
До технологічних критеріїв оптимізації необхідно віднести показники, які характеризують інтенсивність процесу сушіння та якість висушуваного матеріалу: відповідність середньої кінцевої вологості пиломатеріалів в камері заданому значенню - WK , %; величина відхилень вологості окремих дощок (заготовок) від середнього значення [A WK] = ow, %; перепад вологості по товщині матеріалу -AWS, %; наявність залишкових внутрішніх напружень - fa; збереження фізико-
Тепломасообмінні процеси і прогресивні технології деревообробки
63
Український державний лісотехнічний університет
механічних показників деревини після сушіння - К^; інтенсивність (швидкість) процесу сушіння - Iw, % /с.
До економічних критеріїв необхідно віднести показники, які узагальнюють дію технічних та технологічних критеріїв на процес сушіння: енергомісткість процесу; вихід продукції (наявність дефектів, браку, пересортування); обіговість оборотних засобів; собівартість процесу сушіння.
Вибір технології сушіння пиломатеріалів базується на представлених вище критеріях оптимізації. Центральним аспектом технології сушіння є режими сушіння, які призначають залежно від породи деревини, розмірів (товщини і ширини пиломатеріалів), їх призначення, початкової і кінцевої вологості та багатьох інших факторів. _________________________
УДК 66. 045 Аспір. Д.П. Кіндзера; проф. Я.М. Ханик д.т.н.; доц. В.М. Атаманюк, К.Ш.Н.; асист. Л.З. Білецька, к.т.н. - НУ "Львівська політехніка"
ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ ПОРИСТИХ ЗЕРНИСТИХ
МАТЕРІАЛІВ
Вивчена кінетика сушіння дисперсного матеріалу-торфу у щільному шарі при русі теплоносія в напрямку зовнішня поверхня шару —> перфорована перегородка.
D. Kindzera, prof. Ya. Hanyk, doc. V. Atamanuk, L. Bylecka-NU "Lvivs'ka
Politekhnika "
The process of drying the porous of grain materials
The kinetic of drying of the disperse material - the peat in the dense layer was fought.
Сушіння зернистих матеріалів у щільному шарі має свої особливості, які пов’язані як із структурною модифікацією шару в цілому, так і з структурними розмірами та формою окремих частин. Разом з тим, як показали наші дослідження, є аналогія, а іноді й дуже близька, між сушінням дисперсного матеріалу у щільному шарі при русі теплоносія ’’шар матеріалу —► перфорована перегородка" і сушінням листових газопроникних матеріалів різної структурної модифікації. Сушіння у щільному шарі залежно від розміру частин їх форми і фізико-хімічних властивостей можна розглядати і як фільтраційне сушіння, і як власне сушіння у щільному шарі. Може мати місце випадок коли сушіння у щільному шарі має змішаний характер за своїм механізмом, тобто є ознаки як чисто фільтраційного процесу на рівні листових капілярно-пористих колоїдних, так і ознаки сушіння у щільному шарі (шар, що складається з по лі дисперсних частин, кожна з яких має свою внутрішню структуру).
Але в усіх трьох випадках сушіння дисперсного матеріалу у щільному шарі при вказаному напрямку руху теплоносія (шар матеріалу - перфорована перегородка) швидкість процесу і його ефективність значно перевищують аналогічні показники при сушінні дисперсних матеріалів іншими методами [1].
Особливу проблему становить сушіння дисперсного матеріалу, який широко застосовується промисловістю як тверде паливо - торфу [2]. В даний момент у більшості випадків торф сушиться у пневмосушарках і на реалізацію процесу
64
Розробка сучасних технологій деревообробки
