CC BY
8
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.047 Проф. П.В. Бтей, д-р техн. наук; асист. З.П. Копинець -
НЛТУ Украти, м. Львiв; доц. В.Й. Лабай, канд. техн. наук -
НУ "Львiвська nолiтехнiка"
ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ РАЩОНАЛЬНИХ РЕЖИМ1В СУШ1ННЯ ТОНКИХ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В
Описано принципи побудови режимiв сушшня пиломатерiалiв. Для побудови рацюнальних режимiв сушiння тонких пиломатерiалiв запропоновано математичну модель, яка враховуе вплив параметрiв агента оброблення на тривалють процесу, внутрiшнi напруження та якюш показники.
Використання тонких заготовок з деревини твердих листяних порщ для виготовлення лицьового шару паркетних дощок, паркетних щит1в тощо ставить завдання застосовувати таю режими сушшня, яю б забезпечили належну яюсть заготовок.
Режим сушшня е визначальним чинником для отримання високояюс-них пиломатер1ал1в. Пщ час розроблення режим1в сушшня потр1бно врахову-вати особливосп процесу сушшня тонких пиломатер1ашв (51 = 6...10 мм) [1], яюсть матер1алу, яку потр1бно отримати (збереження цшсносп 1 природного кольору деревини, ф1зико-мехашчних властивостей тощо). Не останне мюце мае 1 тривашсть процесу сушшня. Рацюнальний режим сушшня повинен за-безпечити збереження якост матер1алу за мшмально! тривалосп процесу { найменших витрат електрично! та теплово! енергш.
Режими сушшня деревини можна будувати за такими принципами:
1) побудова режим1в базуеться на змш параметр1в середовища (с, ф) за постадшно! змши вологост (Ж) деревини. За таким принципом побудо-ват режими: 8-ступенев1 (1.В. Кречетов [2]), 6-ступенев1 (П.В. Соколов [3]), триступенев1 { двоступенев1 (П.С. Серговський [4]), багатоступенев1 (в1тчизняних (Горлуш ко) та заруб1жних (ШМеЪгаиб, Уашеек, Уа1ше1:) ф1рм) [5], р1зноступенев1 (1.В. Кречетов, П.В. Бшей [6]) та безступенев1 (ЛатНД1ЛГП [7] й деяких виробниюв сушильного обладнання (ЛМ8 е1ек1готк));
2) змша параметр1в середовища (с, ф) вщбуваеться за тривалютю (часом) сушшня [3]. Цей принцип можна використовувати, коли експеримен-тально доведено, що за визначений час деревина задано! характеристики набувае певно!' вологосп, для значень яко!' необхщно зм1нювати парамет-ри середовища (цей принцип не набув поширення через застосування су-шильних камер з р1зними аеродинам1чними характеристиками, що приз-водить до вщхилень тривалост сушшня однакових матер1ал1в) [8];
3) зм1ну параметр1в середовища призначають за величиною внутрштх напружень, що виникають у деревит в процес сушшня. Але для використання цього принципу необхщно створити техтчт засоби для оцшю-
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
75
вання деформiвно-напруженого стану деревини i змiни й фiзико-меха-нiчних показниюв у процесi сушiння, що на сучасному етат розвитку науки i технiки дуже складно виконати [8].
Сучасш режими сушшня пиломатер1ал1в регламентують параметри агента оброблення перед входом у штабель 1 скоординоваш за волопстю деревини. Процес сушшня ведуть за температурою агента сушшня (вологого повгт-ря) ¿с, 1 одного з трьох показниюв, залежно вщ структури системи автоматизо-ваного (автоматичного) регулювання: р1вноважно! вологост Жр, психромет-рично! р1знищ & або вщносно! вологост повпря ф. На сьогодт сушильш ка-мери проектують з реверсивною циркулящею, як забезпечують швидюсть ру-ху агента сушшня через штабель не менше 2 м/с. На переб1г процесу сушшня вс щ чинники мають безпосереднш вплив, оскшьки впливають на швидюсть сушшня, р1вень критично! вологост матер1алу тощо.
На процес сушшня значний вплив деревини мае й анатом1чна будова. Анатом1чш ознаки можуть впливати як позитивно, так \ негативно на процес сушшня. Використовуючи поданий у л1тератур1 [6] розподш анатом1чних оз-нак будови деревини \ характер !хнього впливу на процес сушшня, складемо таблицю ознак деревини дуба (табл.).
Табл. Вплив анатомiчно'i будови деревини дуба на процес сушшня
£ Анатом1чт ознаки будови деревини дуба, що мають вплив на процес сушшня (позитивт / негативт) Наявтсть (+), ввдсуттсть (-) анатом1чних ознак
позитивна негативна
1. Р1вном1рне розмщення судин / нер1вном1рне розмь щення судин - +
2. Прост! перфорацй сходин / част перфорацй сходин + -
3. 20.. .30 судин на 1 мм2 / менше 20 або бшьше 40 судин на 1 мм2 - +
4. Ввдсуттсть тшл 1 речовин у судинах / наявтсть тшл 1 речовин у судинах - +
5. Волокна без септ / волокна 1з септами - +
6. Тонкостшш волокна / товстостшт волокна - +
7. Ввдсуттсть м1жкл1тинних ход1в / наявтсть м1жкл1-тинних ход1в - +
8. Р1вном1рне розмщення паренх1ми / нер1вном1рне розмщення паренх1ми - +
9. Велика частка паренх1ми / мала частка паренх1ми + -
10. Вузьк смуги паренх1ми / широк смуги паренх1ми + +
З табл. бачимо, що у будов1 деревини дуба переважають анатом1чш ознаки, як негативно впливають на процес сушшня, тому й вщносять до важко-висихаючих порщ. Так, наприклад, нер1вном1рне розмщення судин у деревиш дуба, а також велик згрупування др1бних судин у шзнш деревит можуть бути причиною появи трщин. Наявтсть широких { високих серцевинних промешв також може призвести до розтрюкування деревини, оскшьки тонкостшш па-ренх1мт клгтини вщдають швидше вологу, шж прозенх1мш, а вщповщно швидше зменшують сво! розм1ри. У судинах, в яких утворилися т1лли, утруд-нюеться перемщення вологи.
76
Збiрник науково-технiчних праць
Причиною появи внутршшх напружень у деревиш шд час сушiння е 11 ашзотрошя i HepiBHOMipHiCTb розподiлу вологостi за перетином MaTepiany. Во-логiсть на поверхш мaтepiaлy у пpоцeсi сушшня дуже швидко досягае воло-гост нижчо!, як границя насичення кштинних стiнок, що призводить до вси-хання поверхневих шapiв сортименту, а внутршш шари ще певний час мають волопсть вишу, як границя насичення клггинних стшок, всихання у них не вгд-буваеться.
З аналгзу ргзних режимгв сушшня твердолистяних поргд деревини видно, що на першому етапг сушшня, коли на поверхш матергалу дгють розтягу-вальнг напруження, необхгдно шдтримувати високий стушнь насичення агента сушшня, щоб не допускати занадто швидкого випаровування вологи з поверхш матергалу, тобто швидкого висушування поверхневих шаргв, i як наслгдок ргзкого 1хнього всихання. На другому етапг сушшня, коли настае змгна знаку напружень, жорстюсть режиму сушшня можна збшьшувати.
Пгд час сушшня деревини юльюсть вологи, яка видаляеться, змг-нюеться за об'емом i у часг. Процес видалення вологи прямуе до ргвноважно! вологостг. Математичну модель для побудови ращональних peжимiв сушшня тонких пиломaтepiaлiв (S1 = 6.. .10 мм) з деревини дуба можна подати у такому виглядг
Тс = f (Si, Wo, WK, tc, p, и) ^ min, (1)
[a]<[amax ], (2)
Я = НПЯС + СВД, (3)
де: тс - тpивaлiсть сушшня, год; S1 - товщина пиломaтepiaлiв, мм; Wi - по-чаткова волопсть пиломaтepiaлiв, %; W^ - кiнцeвa волопсть пиломатерь aлiв, %; tc - температура агента сушшня, °С; p - вiдноснa волопсть агента сушшня; и - швидюсть циркуляци агента оброблення, м/с; [о] - границя мщ-ност деревини, кг/см ; [отсх] - мaксимaльнi напруження, як виникають у пpоцeсi сушшня пиломaтepiaлiв, кг/см ; Я - яюсш показники пиломaтepiaлiв; НПЯС - нормативш показники якост сушшня (середня юнцева волопсть пи-ломaтepiaлiв або заготовок у штабел^ WK, %; вщхилення вологост окремих пиломaтepiaлiв або заготовок вгд середнього значення у штабел^ [AW]; зна-чення перепаду вологост за товщиною мaтepiaлy [AWs], %; умовний показ-ник залишкових напружень (вiдноснa дeфоpмaцiя зубщв силово! секци) -fa, %); СВД - споживчг влaстивостi деревини (збереження природного кольо-ру деревини, недопускання розвитку грибних забарвлень деревини, трщин тощо).
Величини, яю входять у ргвняння (1) ... (2), описують цифровими зна-ченнями. У ргвбянш (3) перший доданок описують цифровими значеннями, а другий - без чгткого цифрового описання. Споживчг властивост деревини потрг6но оцiнювaти вiзyaльно, шсля кожного спостереження у дослщ.
Виходячи з характеру розвитку внутршшх напружень в пpоцeсi сушш-ня деревини, для тонких пиломaтepiaлiв доцшьно прийняти двостyпeнeвi ре-жими. З результат [6] попepeднiх дослiджeнь видно, що знак внутрш^х нап-
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
77
ружень змiнюeться за вологостi деревини дуба близько 25 %. Тому рацюналь-ними для тонких пиломатерiалiв з деревини дуба будуть двоступеневi режими: перший стутнь Wn.. .25 % i другий стутнь 25... WK %.
Отже, для побудови рацюнальних режимiв сушшня тонких пиломатерь алiв (S1 = 6...10 мм) потрiбно знати основш рушiйнi сили перенесення вологи в них i на 1'хнш основi встановити оптимальнi параметри агента сушшня, що враховують внутрiшнi напруження.
Лiтература
1. Гербей В.М. Особливосп сушшня пиломатерiалiв знижених товщин / В.М. Гербей, З.П. Копинець // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Сер.: Розробка сучасних технологий деревообробки. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2001. - Вип. 11.2. - С. 75-77.
2. Кречетов И.В. Сушка древесины / И.В. Кречетов. - М.-Л. : Гослесбумиздат, 1949. -
528 с.
3. Соколов П.В. Сушка древесины / П.В. Соколов. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1968. - 364 с.
4. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С. Серговский, А.И. Расев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1987. - 360 с.
5. Губер Ю. Рекомендаци з технологи сушшня пиломатерiалiв у конвективних сушар-ках / Ю. Губер. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ, 2003. - 28 с.
6. Билей П.В. Сушка древесины твердых лиственных пород / П.В. Билей. - Изд. 2-ое. -М. : Изд-во "Экология", 2002. - 224 с.
7. Кравалис Ю.П. Сушильные камеры и режимы сушки пиломатериалов / Ю.П. Крава-лис, И.К. Погастс. - Рига : Изд-во ЛатНИИНТИ, 1978. - 41 с.
8. Бшей П. Теоретичш основи теплово! обробки i сушшня деревини : монографiя / П. Бшей. - Коломия : Вид-во "Вш", 2005. - 364 с.
Билей П.В., Копинец З.П., Лабай В.И. Принципы построения рациональных режимов сушки тонких пиломатериалов
Описаны принципы построения режимов сушки пиломатериалов. Для построения рациональных режимов сушки тонких пиломатериалов предложена математическая модель, которая учитывает влияние параметров агента обрабатывания на длительность процесса, внутренние напряжения и качественные показатели.
Biley P.V., Kopynets Z.P., Labaj V.Yo. Principles of the rational modes of thin lumber drying
Principles of construction lumber drying regimes. To build sustainable modes of thin lumber drying the mathematical model that considers the influence of parameters the drying agent on the duration of the agent process, internal pressure and quality.
УДК 674.023.03 Ст. викл. М.М. Копанський - НЛТУ Украти, м. Львiв
ВПЛИВ ОСНОВНИХ ФАКТОР1В ПРОЦЕСУ Р1ЗАННЯ ДЕРЕВНОВОЛОКНИСТИХ ПЛИТ ДИСКОВИМИ НОЖАМИ НА СИЛОВ1 ТА ДЕФОРМ1ВН1 ПОКАЗНИКИ
Наведено експериментальш залежносп яюсних показниюв процесу pÍ3aHra де-ревноволокнистих плит дисковими ножами вщ основних режимних параметрiв. Зап-ропоновано найбшьш ращональш значення цих параметрiв, отримаш внасшдок ана-лiзу залежностей, за яких цей процес вщбуваеться найефектившше.
Деревноволокнисп плити набули найширного використання з-пом1ж ус1х деревних листових матер1ашв у деревообробнш i меблевш промисловосп.
78
Збiрник науково-техшчних праць
