CC BY
26
ОСОБЕННОСТИ СУШКИ СЕКТОРНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
Щепкин В.Б., Цуриков И.А. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)
It is proved that the time of drying for sector lumber is 26,7% less than the time of drying for the lumber.
Секторные пиломатериалы представляют собой полуфабрикаты с сечением в виде сектора с центральным углом 22,5-45 град. Получают их из оцилиндрованных бревен путем продольного раскроя последних по диаметральной плоскости. Такие пиломатериалы можно использовать для изготовления формоустойчивой клееной радиальной продукции - досок, брусьев, щитов после их сушки до соответствующей влажности (8-15%). Вместе с тем известно, что сушить пиломатериалы непрямоугольного сечения можно по технологическим режимам, рекомендованных для обычных пиломатериалов. Однако в этом случае продолжительность сушки может значительно изменяться за счет формы и площади поперечного сечения.
Цель работы - исследовать влияние размеров поперечного сечении секторных пиломатериалов на продолжительность сушки.
Исходная продолжительность сушки пиломатериалов прямоугольного сечения в основном определяется их толщиной, то есть наибольшим расстоянием, которое проходит влага из центра сечения к пластям [1]. В прямоугольных пиломатериалах это расстояние равно их толщине. В секторных пиломатериалах наибольшее расстояние, которое проходит влага из центра сечения к пластям равно сумме размеров перпендикуляров восстановленных из точки пересечения биссектрис к пластям. На рисунке 1 эта толщина обозначена H, она равна:
H = ob + ос
тт „ а (90-а/2 I И = 2 • AC • cos(90 - • tgI---I;
5/2
AC = R -
tg (a/2)J
где AC - размер пласти, полученной в результате распиловки бревна, см [2] R - радиус оцилиндрованного бревна, см; а - центральный угол сектора, град.; 5 - толщина пропила, мм.
Из всех других точек поперечного сечения сектора влага будет удаляться быстрее. Поэтому режим сушки секторов необходимо назначать в зависимости от величины и, сопоставимой с толщиной пиломатериала прямоугольного сечения.
в
с
Рисунок 1 - Поперечное сечение сектора
Взаимосвязь значений величин толщины сектора (Я), размера (Щ ),в зависимости от величины центрального угла и диаметра бревна приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Определение Щ в зависимости от диаметра бревна и
центрального угла сектора.
Л, см а, град. Н, мм Н , мм
22,5 25 22
16 30 32 25
45 50 40
22,5 32 25
18 30 40 25
45 60 40
22,5 32 25
20 30 50 40
45 70 50
22,5 40 25
22 30 50 40
45 70 50
22,5 40 25
24 30 50 40
45 75 60
22,5 50 40
26 30 60 50
45 75 60
Зависимость снижения продолжительности сушки образцов секторного сечения по отношению к продолжительности сушки образцов прямоугольного сечения от толщины представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Зависимость снижения (Ат) продолжительности сушки образцов секторного сечения (т2) по отношению к продолжительности сушки образцов прямоугольного сечения (т )от толщины
Графики на рисунке 2 показывают явно выраженную параболическую зависимость, причем для толщины пиломатериала 50 мм наблюдается минимум. В среднем продолжительность сушки секторных пиломатериалов по отношению к пиломатериалам прямоугольного сечения меньше на 27,7%.
Изложенные теоретические выкладки были проверены экспериментально в лабораторных условиях. Были изготовлены прямоугольные и секторные пиломатериалы из сосновых цилиндров диаметром 30 см и длиной 300 мм, выпиленных из одного бревна. Раскрой производился по разметке на ленточнопильном станке (рисунок 3). Из одного чурака получали 3 образца прямоугольного сечения и 3 образца секторного сечения. Выпиливали образцы пяти толщин: 25; 35; 45; 50; 60 мм, при этом из каждого чурака получали образцы только одной толщины. Сушку пиломатериалов проводили в сушильном шкафу при температуре 100 ° C и скорости циркуляции воздуха 1,5 м/с до постоянной массы.
Определение количества влаги, оставшееся в образце за каждый промежуток времени сушки (в % от общего количества влаги в образце до сушки) проводили с помощью формулы (1):
W = m - mK • 100,% (1)
mH - mK
где W - содержание влаги в образце в заданный момент времени, %; m - текущая масса образца, г; mK - конечная масса образца, г; тя - начальная масса образца, г;
mH - mK - общее количество влаги в образце до начала сушки, г; m - m - количество влаги в образце на текущий момент времени, г.
Рисунок 3 - Разметка торцевой и боковой поверхности чурака.
В, Н -ширина и толщина прямоугольных и секторных пиломатериалов
На графиках рисунков 4 и 5 представлены результаты исследований для пиломатериалов толщиной 25 мм. Для образцов толщиной 35, 45, 50, 60 мм графики выражаются аналогичной зависимостью. Приведенные графики показывают: скорость сушки образцов секторного сечения выше, чем у образцов прямоугольного сечения; общая продолжительность сушки образцов секторного сечения в зависимости от толщины на 4-8 часов меньше продолжительности сушки образцов прямоугольного сечения.
Рисунок 4 - Зависимость количества влаги в образцах от времени сушки 1 - образцы прямоугольного сечения; 2 - образцы с сечением в виде
сектора
Рисунок 5 - Скорость потери влаги с течением времени из образцов 1 - образцы прямоугольного сечения; 2 - образцы секторного сечения
Графики на рисунке 6 имеют выраженную параболическую зависимость продолжительности сушки от толщины образцов. Причем продолжительность сушки образцов сечения в виде сектора для всех толщин значительно ниже, чем у образцов прямоугольного сечения.
толщина, мм
Рисунок 6 - Зависимость продолжительности сушки пиломатериалов от их
толщины
1 - образцы прямоугольного сечения; 2 - образцы секторного сечения
Из графиков рисунке 7 видно, что зависимость снижения (Ат) продолжительности сушки образцов секторного сечения (т2) по отношению к
продолжительности сушки образцов прямоугольного сечения (т) выражается в
виде линеиного уравнения:
Ат = 0,1143 • (Н - 25) + 4, час
(4)
Для зависимости, выраженной отношением
V т1 У
100 в %:
Ат = 26,7% (5)
То есть значение приращения Ат не зависит от толщины образцов и для условий опыта равняется 26,7 %.
Рисунок 7 - Зависимость снижения (Ат продолжительности сушки образцов секторного сечения (т2) по отношению к продолжительности сушки
образцов прямоугольного сечения (т)
Выводы:
1. Для толщин в диапазоне 25 - 60 мм у пиломатериалов секторного сечения скорость сушки выше, а продолжительность меньше на 26,7 % по сравнению с пиломатериалами прямоугольного сечения.
2. Зависимость продолжительности сушки пиломатериалов прямоугольного и секторного сечения от их толщины имеет параболический характер.
3. Зависимость приращения продолжительности сушки образцов прямоугольного сечения по отношению к продолжительности сушки образцов с сечением в виде сектора выражается линейными уравнениями при расчете и в часах и в %. Причем при вычислении в % указанное приращение не зависит от толщины образцов и равно 26,7 %.
