Особливості низькотемпературного сушіння пилопродукції з деревини сосни та вільхи Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.13

3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБН11ЧОГО КОМПЛЕКСУ

УДК 674.047 Ст. наук. ствроб. О.О. Шнчевська, д-р техн. наук -

НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Кит

ОСОБЛИВОСТ1 НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО СУШ1ННЯ ПИЛОПРОДУКЦП З ДЕРЕВИНИ СОСНИ ТА В1ЛЬХИ

Експериментально дослiджено залежнiсть коефщенпв вологопровiдностi сосни та вiльхи вщ температури деревини. З врахуванням отриманих значень коефщенпв розраховано кривi кшетики сушiння соснових i вiльхових пиломатерiалiв у разi вису-шування 1х у камерах з водяним теплопостачанням. Встановлено значну розбiжнiсть розрахункових i експериментальних даних, пов'язану зi спрощеним описанням проце-су низькотемпературного процесу сушшня.

Ключов1 слова: пиломатерiали, сосна, вшьха, коефiцieнт вологопровiдностi, кь нетика низькотемпературного сушшня.

Сушшня е одшею з найважливших операцш в технолопчному процес оброблення деревини, вщ яко1 залежить яюсть дерев'яних вироб1в. Важливим по-казником, що характеризуе штенсивнють току вологи у висушуваному матер1аш, е коефщент вологопровщносп, значення якого залежать вщ напрямку вилучен-ня вологи, температури, густини деревини. Для кожно! породи деревини вш е р1зним 1, навггь, в межах одше! породи може вщр1знятися залежно вщ природно-кшматичних умов виростання деревини.

Головною люотв1рною породою Укра1ни е сосна, запаси яко! становлять 34,7 % люового фонду. Основне призначення пилопродукцн з деревини сосни -використання 11 у столярно-буд1вельних виробах та меблях. Запаси вшьхи скла-дають лише 7,1 %, проте деревина 11 користуеться популяршстю, особливо в меблевих виробах.

Коефщенти вологопров1дност1 для сосни були визначеш ще за радянсь-ких час1в для деревини [1-3], яка виросла в умовах бшьш швшчшших, шж деревина, що росте в Укра1ш. Саме для тако1 деревини було розроблено стандартизований регламент сушшня [4]. Для деревини вшьхи досвщ сушшня пилопродукцн взагал1 базуеться на рекомендащях, розроблених без врахування 11 теплоф1зич-них параметр1в. М1ж тим, досягти яюсного та економ1чно обгрунтованого сушш-ня за таких умов досить важко, навггь у раз1 використання м'яких режим1в.

Отже актуальним е визначення коефщенпв вологопровщносп деревних порщ, що ростуть в Украшг Для цього було використано метод контактного зво-ложення, який дае змогу отримати значну кшьюсть даних, необхщних для ста-тистично1 оброблення. З додаткових дослщв також було отримано даш з вели-чини вологост меж пгроскошчносп Жм.г. для кожно1 породи.

Основш дослщи проводилися на зразках рад1ального та тангенщального розпилювання. Розм1ри поперечного перетину становили 70*50 мм, товщина зраз-юв - 5 { 10 мм для кожного напрямку току вологи. Для визначення вологосп меж пгроскошчносп були використаш зразки розм1ром 50x30 мм { товщиною 3 мм.

Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни

На базi отриманих експериментальних даних було побудовано залежнють вологосп меж гiгроскопiчностi Жмг вiд температури i дiапазонi г = 25,40,60,80 °С:

• для сосни:

Жмг = 89,2г "°'19; (1)

• та в1лъхи

Жмг = -0,05г + 37,34. (2)

Як видно, отримаш залежносп не суперечатъ вiдомiй закономiрностi зни-ження величини Жмг вщ температури деревини.

Встановленi значення коефщенпв вологопровiдностi вiлъхи (рис. 1, а) та сосни (рис. 1, б) в радiальному та тангенщальному напрямках, та !х залежнiстъ вiд температури. Спiввiдношення мiж значеннями коефщеипв вологопровiднос-т в радiалъному та тангенщальному напрямках становитъ для вшьхи та сосни,

вiдповiдно: ср / ст = 1,1, ср / ст = 1,25.

Рис. 1. Залежшсть коефщieнтiв вологопровiдностi деревини втьхи врадiальному а р та тангенщальному с1т напрямках вiд температури: а - втъхи; б - сосни

Порiвняння отриманих значень коефщденпв вологопровщносп для сосни з даними попередшх дослщжень [1-3], показало, що вологопровiднiстъ впчизня-но! сосни в 1,23 рази е вищою, що пов'язано з меншою (на 12 %) базовою густи-ною. З врахуванням отриманих значень коефiцiентiв вологопровщносп було роз-раховано тривалiстъ сушшня пиломатерiалiв товщиною 50 мм з деревини вшьхи

(рис. 2, а) та сосни (рис. 2, б).

бб-

50 40 30 20 10

— W експ,% — W розр,%

— \У експ,%" \¥розр,%-

а)

Ш . 15 . 20 Тривалють сушшня, дю

б)

5Т .10 . 15., Тривал1сть суш1ння. дю

Рис. 2. Кривi сушшня пиломатерiалiв з втьхи (а) i сосни (б)

110

Збiрник науково-техшчних праць

Науковий вкиик- НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.13

nopÏBMHra розрахункових даних поточно1 вологостi (Wpo3p, %) з експери-ментальними (WeKcn, %), як отриманi шд час висушування вказаних пиломатерь anÏB у виробничих умовах в сушарках, що обiгрiваються гарячою водою, показало значну розбiжнiсть. Розрахунковий термш виявився майже в 1,5 рази мен-шим, нiж фактичний.

Видно, що експериментальш кривi сушiння вiдрiзняються вiд тради-цiйних експоненцiaльних, причому найбшьша розбiжнiсть спостершаеться на початку процесу. Скорш за все, це пов'язано зi спрощеним описанням процесу сушшня за допомогою вщомого рiвняння вологопровiдностi, розв'язок якого пок-ладений в основу шженерних методiв розрахунку тривaлостi процесу сушшня.

Висиовки. 1. Проведет експериментальш дослщження коефщенпв во-логопровiдностi та вологосп меж гiгроскопiчностi сосни та вшьхи дозволили от-римати зaлежностi цих величин вiд температури деревини.

2. Iснуючi методи розрахунку тривaлостi сушшня пилопродукци в сучас-них низькотемпературних камерах не можуть забезпечити достовiрнi результати, оскшьки не враховують вплив перерозподiлу теплових полiв в деревиш пiд час сушiння.

3. Отримаш значення коефщенпв вологопровiдностi сосни та вшьхи можуть бути використаш для розроблення шженерного методу розрахунку трива-лосп процесу сушiння пилопродукци дослщжених порiд з врахуванням термово-логопровiдностi.

Л1тература

1. Алпаткина Р.П. О влагопроводности древесины главнейших отечественных пород / Р.П. Алпаткина, П.С. Серговский // Деревообрабатывающая промышленность. - 1967. - № 9. -С. 12-14.

2. Серговский П.С. Гидротермическая обработка древесины / П.С. Серговский. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1958. - 440 с.

3. Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1990. - 336 с.

4. Пиломатериалы хвойных и лиственных пород. Режимы в камерах периодического действия: ГОСТ 19773-94. - [Введ. 1985-01-01]. - М. : Изд-во стандартов 1990. - С. 178-195.

Пинчевская Е.А. Особенности низкотемпературного сушения пилоп-родукции из древесины сосны и ольхи

Экспериментально исследовано зависимость коэффициентов влагопроводимос-ти сосны и ольхи от температуры древесины. С учетом полученных значений коэффициентов рассчитана кривая кинетика сушения сосновых и ольховых пиломатериалов в случае высушивания их в камерах с водяным теплоснабжением. Установлено значительное разногласие расчетных и экспериментальных данных, связанное с упрощенным описанием процесса низкотемпературного сушения.

Ключевые слова: пиломатериалы, сосна, ольха, коэффициент влагопроводимос-ти, кинетика низкотемпературного сушения.

Pinchevska O.O. The peculiarities of pine and alder saw timbers low-temperatures drying

By experimental method was researched the dependence coefficient of moisture diffusion of pine and alder from temperature. The drying kinetic curved lines were calculated with the help of coefficients of moisture diffusion of pine and alder during its drying in the chamber with water-supply heater. Was a fixed big difference between calculated and experimental data's witch connect with simple description of low-temperature drying.

Keywords: saw timbers, pine, alder, coefficient of moisture diffusion, kinetic of low-temperature drying.