CC BY
29
хщно визначити критичну волопсть Жкр, яка для бшьшосл випадкiв приб-лизно е величиною постiйною. Для визначення Жкр i коефщента сушiння К будуемо кiнетичнi кривi в координатах ^ (Ж - Жр) - т i визначаемо критичну вологiсть, яка для дослщжуваного матерiалу приблизно рiвна Жкр ~20 %. Рiв-новажна вологiсть в iнтервалi температур, при яких велися дослщження Жр~2 %. 1з графiчних координат (Ж- Жр) - т зпдно з рiвнянням (33), розра-ховуемо коефiцiенти сушiння К для рiзних режимiв процесiв.
Таким чином рiвняння, яке описуе змiну вологост шпону у другому перiодi, мае такий вигляд:
= ехр[-°'059^(т-тр)] = Ж--8Жр = exp[-0,059• 3,8• 10-¥43•0044(8)] .(33)
Отриманi рiвняння (32) i (33) добре узгоджуються з дослщними дани-ми i дають змогу прогнозувати кшетику конвективного сушiння. Вщносна похибка не перевищуе 12-15 %.
Висновок. Дослiдження кiнетики конвективного сушiння шпону по-казуе, що при правильно оргашзованому процесi тепломасообмiну процес у промислових умовах може бути значно штенсифжований. Основний недолж, який випливае iз аналiзу роботи конвективних заводських установок (м. Львiв) нерiвномiрнiсть омивання поверхонь матерiалу теплоноЫем.Отри-маш кiнетичнi коефiцiенти i розрахунковi залежност^ якi дають змогу прогнозувати кшетику процесу конвективного сушшня шпону.
Лггература
1. Лыков А.В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.
2. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массооб-мена. - М.: Высш. шк., 1977. - 328 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 783 с.
УДК 674.047 Ст. наук. ствроб. О.О. Шнчевська, канд. техн. наук;
проф. М.Г. Чаусов, д-р. техн. наук -Нащональний аграрный утверситет, м. Кит
ОЦ1НКА ЯКОСТ1 СУШ1ННЯ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В
Проведет теоретичш та експериментальш дослщження якосп сушшня пило-матерiалiв дозволили сформувати вимоги до в^чизняного стандарту оцшки якосп сушшня.
Ключов1 слова: яюсть сушiння, нормативнi показники, експериментальш дослщження.
Senior research worker O.O. Pinchevska;prof. M.G. Chausov -
National agrarian university, Kyiv
The quaschins of the assessment of sawn timber drying quality
Theoretical and experimental investigations of the assessment sawn timber drying quality were made, witch help formulate demands to the native standard of the assessment sawn timber drying quality
Keywords: drying quality, normative indices, experimental investigations.
4. Економжа, планування i управлшня в лковиробничому комплекм
85
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
Проблема ощнки якостi сушiння постала ще в минулому столiттi i по мiрi розвитку сушильно! технiки та теорй сушiння були окресленi так показни-ки якостi сушiння як величина кшцево! вологосп, що визначалася технолопею виготовлення певного виробу та умовами його експлуатацй, рiвномiрнiсть роз-подшення вологостi в парти матерiалу - штабелю, вщхилення вологост окре-мих дошок вiд середнього значення, перепад вологост за товщиною пиломате-рiалу та показник залишкових напружень. Нормування показникiв змiнювалося залежно вiд розвитку технологш та стандартiв на вироби з деревини.
На сьогодш ощнити якiсть сушiння можна за нормованими показни-ками та методикою, наведеними у Керiвних технiчних матерiалах з технологи камерного сушшня пиломатерiалiв (КТМ) [1], що за будовою та кшьюсни-ми характеристиками дещо вiдрiзняються вiд попереднiх вiдповiдних матерь алiв [2], розроблених у сшвпращ з росiйськими вченими. 1стотною вщмшою е введення норм допустимих дефеклв сушiння, що не вписуеться в поняття якостi сушiння. Такий крок був би виправданий в радянськ часи при застосу-ваннi стандартизованих режимiв i технологи сушiння, спрямованих на скоро-чення тривалостi процесу, незважаючи на неспроможнiсть конструкцiй суша-рок забезпечити необхщну якiсть сушшня за окреслений термш. То через це й юнували вiдомчi нормативи браку сушшня, як не сприяли впровадженню заходiв для пiдвищення якост сушiння.
За сучасних умов зросла конкуренщя на ринку виробiв з деревини, це спонукало до вдосконалення сушильного обладнання, використання м'яких режимiв та ретельного дотримання технологи сушiння. Тому нормування браку втратило сенс, що вщображено i в европейському стандартi з ощнки якостi сушiння пиломатерiалiв ^^ [3], який не включае трщин, жолоблен-ня, забарвлення тощо, аргументуючи що допустимiсть дефектiв сушiння виз-начаеться специфiкацiею на продукцiю.
В EN не iснуе категорiй якост сушiння, вважаеться що задана середня волопсть парти та вiдхилення вщ не! до визначених допустимих меж, охоп-люють необхiднi вимоги. Якщо порiвняти цi вимоги з КТМ, то видно, що вони вщповщають 2^ та 3-i категорiям якостi сушiння, тобто EN охоплюе вимоги лише до напiвфабрикатiв-пиломатерiалiв знеособленого призначення, якi потiм будуть доводити до вщповщного рiвня на тдприемствах, що виго-товляють деревш вироби.
З метою формування вимог до втизняного стандарту оцiнки якост сушiння з врахуванням вимог европейського стандарту були проведет експе-риментальт дослiдження якостi сушiння в камерах рiзних конструкцiй на пiдприемствах ВАТ "Видубичи" та на "ДОК №7". Висушувалися сосновi та вiльховi пиломатерiали товщиною 30 та 50 мм м'якими режимами, рекомен-дованими виробниками сушарок для камер з водяним теплопостачанням.
Методика вщбору зразкiв для випробувань у вггчизняних та евро-пейських документах е рiзною. В EN 14298:2004 [3] кiлькiсть вщбраних для аналiзу якостi сушiння зразюв визначаеться за стандартом EN 12169:2000 [4] для одноступеневого контролю з необхщною для стандартного (без спещаль-них вимог) сушшня ймовiрнiстю 93,5 %. Вона залежить вiд обсягу заванта-
86
Збiрник науково-технiчних праць
ження камери i коливаеться вщ 20 до 200 зразюв. Порiвняно з вiтчизняними документами, де кшьюсть вiдiбраних зразкiв е однаковою - по 9 зразюв з кожного штабелю для рiзних категорш якостi сушiння, достовiрнiсть резуль-татiв вимiрювання за европейською методикою е значно бшьшою.
Вiдбiр зразюв за рекомендащями КТМ вiдбуваеться таким чином: 3 зразки вибирають з верхньо! частини штабелю, 3 - зi середньо! i 3 - з нижньо! (рис. 1 а), тобто 2/3 зразюв охоплюють зони прискореного сушшня по боках штабеля i внаслщок отримана середня юнцева вологiсть не буде достовiрною. За европейськими вимогами вiдбiр контрольних зразкiв вщбу-ваеться випадково, але з обов'язковим рiвнозначним охопленням рiзних за швидкiстю висихання зон штабелю (рис. 1, б).
а б
Рис. 1. Схема вiдбору контрольних зразшв для оцшки якостi сушшня соснових пиломатерiалiв товщиною 50 мм в типовШ одноштабельнш камерi з перетином штабеля 1,8*2,6 м: а - за рекомендациями БЫ; б - за рекомендациями КТМ
Як приклад, наведемо розрахунок вибору юлькосп дослщжуваних до-шок в камерi СПЛК-2, яка мае 2 штабелi перетином 2,6*1,8 м, При товщиш дошки 50мм всього в камерi знаходиться близько 140 дошок. Штабель сформовано з двох паке^в, тому зпдно з [4] слщ дослщити два пакети i це стано-вить 20 дошок. Дшенням об'ему вибiрки на кшьюсть паке^в визначають кшьюсть пиломатерiалiв, що потрiбно вибрати з одного пакета. У цьому ви-падку це становить 20 зразюв/ 2 пакети = 10 дошок з кожного пакету.
Перший пиломатерiал (з верхнього ряду) визначаеться жеребом або шшим випадковим методом. Кшьюсть пиломатерiалiв в пакет дшять на кшьюсть пиломатерiалiв вадбраних з пакета i отримують штервал вiдбору пило-матерiалiв. У випадку камери СПЛК-2 в пакет е приблизно 70 дошок, штервал вщбору пиломатерiалiв 70/10=7, тобто вимiрюеться кожна сьома дошка (ряд вираховуеться злiва направо) (рис. 1 а). Якщо з 20 дошок бшьше шж три не вщповщають вимогам [4], то партя вважаеться невiдповiдною вимогам до стандартного сушшня.
Загалом було дослщжено якiсть сушiння 4 сушок в ^алшських камерах на ВАТ "Видубичи" та 5 сушок в камерах СПЛК-2 на "ДОК №7". Кшцева волопсть дошок (Wк, %) вимiрювалася кондуктометричними вологомiрами, що застосовуються на шдприемствах - ВПК-12 (РоЫя); WМ-860 та ИВД-7 ц (Украша).
Порiвнюючи норми рiвномiрностi розподiлу юнцево! вологостi за EN та КТМ (табл. 1) можна побачити, що за EN вс сушки вщповщають вимогам
4. Економжа, плаиуваиия i управлiиия в лiсовиробиичому комплексi
87
Марка камери та № сушки Характерристика висушуваного матер1алу: порода, товщина Кшь-кють BÍAÍ6- равних зразк1в, шт. Вимоги Е 14 для WK=7 та 8 % Показники за вимогами КТМ
Дoпycтимi вщхилен-ня середньо! воло-toctÍ пило матерi- anÍB в партй" вщ WK= 7 та 8 %: -1/+1 2gWk, % для WK= 7 та 8 % становить в1дпов1дно ±2,1 та 2,4 %; кшыасть дошок 3Í штабелю, що не вщповщае вимогам - не бшьше 3 wK, % 2oWk, %
СПЛК-2 сушка 1 Сосна, 50 мм 20 +0,16 0 8,16 ±1,66
сушка 2 й ti +0,09 0 8,09 ±2,70
сушка 3 н и +0,34 1 8,34 ±2,10
сушка 4 п i« +0,17 1 8,17 ±2,00
сушка 5 п _и_ +0,59 0 8,59 ±0,52
СорсаМ сушка 1 11 63* -0,37 0 6,63 ±0,52
сушка 2 п 187 -0,49 0 6,51 ±1,52
Вшьха, 50 мм 234 -1,06 0 5,94 ±1,06
Сорса1-3 Вшьха, 30 мм 108 +0,14 0 7,14 ±1,53
Примшка: * - Камера була не повшстю завантажена
н о
ti
а
о
а
'<
х то
О
№ О
оЗ Ьо Я и
S
П)
Я
а
S0
со S»
и
3
я о
S
3
«
о та
S о н о td
td
й К
п>
о н
S»
я
t
a d
Е я
а а
П) 43
я о
Я П> О
х в
а
о
td К
а
43 П) td
Н
В
о
н-
я
а о
а
43 О
8 ^ -Ь
о н
S»
а
й я
а п>
К
П> д
а ь-.
а ьд
а №
а
со
a S
та а ? S
то td 43 О
а
п> ас о №
О
а
43
а td а а
а «
о о н
S0
со S»
td
I—'> -
t а
0
td ь-:
1 S
П) «
о
П)
а £
td о
3 2
< QJ
та П)
Е'1-
а 5
X и'
а »
й £
< н
й а
П)
а №
ё Н
н- •
со О
а
н-1 •
а «
а
so
& 3. * 3
н № а
^ е g
dí § р а so
td
td а
о « g
Н "в
В л
Я td
SO
та
o y¡
я а * « 2 § g<3
о
а
о
а а
а
td а
о ч
а
- - й Ё oU
Н ри
а ^
№ О
X
td а
а со bq
ё ё « « П) td
й ^ X g
П)
а а
2 2. 3 *
43 g
и
• а
Н о
° 2 ° »
а
а а о
п> so н
о ^
so ^ ^
« S Е
O) td ^
а а
Э S
ó § g
td 5
о я g
а
о
£
о
t о о
н а
н-
х
а а so
td а
со
а
s» ас а о о
Р bj ^
ТО О i
а та о а
п> о
а $
'< П)
а а
со О
н р
а
со
ас
о td О t а н а
о ^
в я
а та н №
о о S0 я
а
2 а
ГЦ .
a S so w
3 S а ^
о
о «
о
о *
ьо а « td о а о о
а а
х «
П)
та
s»
х
о td
I—' ■
t .
а а
S» td
S °
а и
та о
° ^
н Р
П) о
t та о а
S §
a. s» t а
о
н р
а а
п>
а
JT1
О О
о о\ п> Й та
а
х
П) «
о
а
а\ *
I з
а ^
Е Е
п>
а н
№ а а
х
a t S п> та
2 43 Й
я fo
g td
а а
• а
ьтз V.® П)
со '<
U №
аз то td н а s
5 £ t^ та
Е ?
td О
а а
а
н-' •
о а
п> «
о и о я
н- -
а а
н
td а о\
и а td I—' •
Е а
a i а 1
х о
о\
й « О J»
td Й
Я О
та
о н
П) Ь-.
О td
а та
о 8
В. о
a td а
н а а
со
а so
а
i—'«
td а
s о о
я 3
кн 43 ф arto "'
t td
° о
Е
«
а
0 ьо а
> н s
н
1
— — о
о ^ Е
^ I *
а ¿3 ^
та g
о а.
со та
а а
о а
t vT' i—' •
и
'< g
td fD О
SO «
о о н
й п> я о « та р
td
П)
, та
s»
X
td I—' •
t
а
П)
о н а
t о
td «
S» П)
та
s»
П)
та р
х
О
я
hd W
О
о
и
о ^
о о н
I—' •
а
о
н а,
о\ н ? S
со
та
i—•> ■ td а о
о
о «
Н-1 • № а а
П)
td о
а
о «
р
со
а & а о
« Ñ а и а
2 и а о
н а
so «
h- • О
н №
О
Е
Н-1 •
а а so
а
П)
¡ I
¡1 £ »
Н о
S3
О
н а
й о а а о
о а
н-1 •
а а
а а
со р
td а
що виникла мiж двома пластинками розколото! навпiл силово! секци. У вщ-повiдному документ про якiсть висушено! парти просто фжсують мiру внут-рiшнiх напружень, наприклад 2 мм, оскшьки вщсутш данi про допустиму величину залишкових напружень.
Глибокi [6] дослщження методiв виробничого контролю внутрiшнiх напружень в деревиш дозволили !х критично оцiнити. Вважаючи, що крива розпо-дшення напружень по товщиш дошки описуеться параболою i розглядаючи ви-ди силових секцiй як вщповщт моделi техшчно! механiки, були шдраховаш прогини зубцiв, крайнiх шарiв та половинок секцiй i зроблено висновок, що метод силових секцш у виглядi двозубих виделок е бшьш чутливим. Вiн дае змогу визначити нав^ь незначнi напруження та встановити !х знак, тому його включили до керiвних технiчних матерiалiв з камерного сушшня пиломатерiалiв.
З метою визначення можливост використання силових секцiй для ощнки величини залишкових внутрiшнiх напружень в пиломатерiалах були проведенi дослiдження якост сушiння соснових пиломатерiалiв в ггалшських камерах СОРСДЬ, а також в дшчих ежекцiйних сушарках на ВАТ "Бшиць-кий ДОК". Паралельно з силовими секщями для визначення залишкових напружень вирiзалися секци для визначення залишкових напружень еталонним методом [7], що дало можливють виявити не тшьки якiснi але й кшьюсш по-казники стану матерiалу.
Проведенi експерименти по визначенню кшьюсно! залежностi величин вiдносних деформацш зубцiв силових секцiй (/, %) вiд величини перепаду залишкових внутршшх напружень (Аа, МПа) дозволили визначити, що мiж цими величинами юнуе кореляцiйна залежнiсть iз значимими за крите-рiем Стьюдента коефщентами регреси (рис. 2).
Рис. 2. Залежшсть вiдносно'i деформаци зубщв силових секцш вiд перепаду напружень по товщиш пиломатерiалiв, висушених в камерах СОРСАЬ
Оскшьки метод силових секцш не дае об'ективно! характеристики напруженого стану дере-вини, тому що не передбачае ек-спериментального визначення модуля пружноеп. В проведеному експеримент були отримаш щ дат i за допомогою вщомого сшввщношення [8], яке дае змогу визначити прогин зубця силово! секци за умови припущен-ня, що вiн представляе собою балку закршлену одним кшцем та навантажену зосередженим моментом М на вiльному кiнцi, пiдрахованi деформаци (/, мм) зубщв силових секцш:
/ ' =
Ма2 = Ааа2 2Е1 ~ 2Е Ах
(1)
4. Економпка, планування i управлiння в лiсовиробничому комплекм
89
Нащомальмий лiсотехнiчний умiверситет Укра1'ми
де: А а - перепад напружень на границ зони, що вiдповiдае товщинi зубця секцй, визначений з побудовано! епюри напружень, МПа; а1 - довжина зубця силово! секци, мм; I - момент шерци; Е - модуль пружностi, визначений з експерименлв, МПа; Ах - координата, мм.
Рис. 3. Порiвняння розрахункових та експериментальнихрезультат1в визначення вiдносно'i деформаци зубщв силових секцш, вирiзаних з пиломатерiалiв, висушених в камерах СОРСАЬ
За рiвнянням (1), тсля його перетворення з метою визначення розрахункових вщносних деформацш зубщв секцш, останш були розраховаш для секцш випиляних з деревини, що мала вщповщш експериментально визначе-ш модулi пружностi та залишковi напруження. Порiвняння розрахункових значень деформацiй (/розр,%)з експериментальними (/експ,%) показало майже повий зб^ (рис. 3). Коефiцiент кореляцп мiж цими величинами для обох ти-пiв камер дорiвнюе г=0,97.0тже, величину внутрiшнiх напружень в деревиш можна оцiнювати за величиною прогину зубщв силових секцш.
Показник перепаду вологост за товщиною матерiалу можна не вклю-чати до показниюв якостi сушiння, оскiльки його було введено [9] на еташ розробки режимiв камерного сушiння авiацiйноl деревини як мiру оцiнки ве-личини внутршшх напружень в деревинi. На той час досконалого методу ви-мiрювання внутрiшнiх напружень ще не юнувало, тому було запропоновано характеризувати !х величиною градiента вологостi в матерiалi.
1. З вищенаведеного видно, що европейська методика вщбору зразюв для визначення якостi сушiння партй матерiалу дае бiльш точнi дат, що тд-тверджено результатами експерименту, и слiд ввести у втизняну практику.
2. Нормувати показники якост сушiння слiд диференцiйовано за кате-горiями якостi сушiння залежно вщ призначення висушених пиломатерiалiв або заготвок.
3. Проведенi дослiдження дозволили сформувати вимоги до ощнки якостi сушшня деревини: рiвномiрностi розподiлення кiнцевоl вологост по партil висушеного матерiалу та показника залишкових напружень. Отриманi експериментальш значення розкиду кiнцевоl вологостi, що ощнюються се-реднiм квадратичним вщхиленням, дають змогу пiдвищити вимоги до розкиду кшцево! вологостi при застосуванш низькотемпературних режимiв.
90 Збiрник мауково-техмiчмих праць
Вщносна фор мац 1Я
зубцЬ» секц!й,Г,%
Висмовки
3. Зб1гання експериментальних та розрахункових даних вiдносних де-формацiй зубцiв силових секцiй св1дчить про можливiсть використання ос-таншх для оцiнювання величини залишкових внутршшх напружень за величиною прогину зубщв силових секцiй.
Л1тература
1. Кер1вн1 техн1чн1 матер1али з технологи камерного сушшня пиломатер1ал1в. - Льв1в: РВЦ УкрДЛТУ, 2003. - 72 с.
2. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск: ЦНИИМОД. - 1985. - 143 с.
3. EN 14298:2004 Sawn timber-Assessment of drying quality.
4. ENV 12169:2000 Criteria for assessment of conformity of a lot of sawn timber.
5. ENV 14464:2002 Sawn timber -Method for assessment of case-hardening.
6. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 176 с.
7. ГОСТ 11603-73. Древесина. Метод определения остаточных напряжений.
8. Уголев Б.Н., Лапшин Ю.Г., Кротов Е.В. Контроль напряжений при сушке древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 208 с.
9. Чулицкий Н.Н. Контроль состояния материала при камерной сушке// Лесопромышленное дело. - 1930, № 9-10. - С. 35-39._
УДК 697.94.(075) Доц. В.Й. Лабай, канд. техн. наук -
НУ "Львiвська полiтехнiка"
ЗАЛЕЖН1СТЬ ВТРАТ ЕКСЕРГП У ДРОСЕЛ1 SPLIT-КОНДИЦЮНЕРЮ В1Д ТЕМПЕРАТУРИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Використано ексергетичний метод аналiзу роботи одноступеневих хладонових холодильних машин мюцевих автономних кондицiонерiв. Встановлено залежшсть втрат ексергп у дроселi split-кондищонера фiрми "Sanyo" холодопродуктивнютю 2020 Вт вщ температури навколишнього середовища.
Ключов1 слова: ексерпя, баланс, кондищонер, ефектившсть.
Assoc.prof. V. Yo. Labay-NU "L'vivs'kaPolitekhnika"
The dependence of losses of exergy in the drosseller of "split" air conditioners from the out of doors temperature
In this article it was used the method of the exergetic analysis of one-step freon cooling engines of the local autonomous air conditioners. It was defined the dependence of losses of exergy in the drosseller of "split" air conditioner of firm "Sanyo" with the cooling capacity 2020 W from the out of doors temperature.
Keywords: exergy, balance, air conditioner, efficiency.
Постановка проблеми. Холодильш машини, як застосовують в м1с-цевих автономних кондищонерах, потребують для зменшення енергозатрат вдосконалення, яке можливе з використанням сучасного методу термодина-мжи - ексергетичного [1-3].
Ексергетичний анал1з дае змогу встановити максимальш термодина-м1чш можливост системи, визначити втрати ексерги в нш та обгрунтувати рекомендаци з вдосконалення окремих И елементв. А для цього треба доско-
4. Економжа, планування i управлшня в лковиробничому комплекм
91
