CC BY
12
Науковий вкчшк', 2003, вип. 13.2
Для регулювання температури у камерi застосовують системи з пози-цiйним регулюванням, з пропорцiйним або пропорцiйно-iнтегральним регулю-ванням, з позицiйним регулюванням iз завданням базового рiвня параметра.
З метою економп електроенергп у сучасних сушильних камерах пе-редбачають регулювання швидкост циркуляцп агента сушiння за допомогою частотних перетворювачiв.
Враховуючи наведет вище вимоги до систем автоматичного керуван-ня сушильними камерами автором розроблено та реашзовано САК, функщ-ональна схема яко! представлена на рисунку.
Блок управлшня сушильною камерою типу БУК-0101 призначений для вимiрювання температури та вологостi повiтря у процес сушiння дереви-ни, а також для комутацп шести давачiв вологостi деревини для подальшого вимiрювання за допомогою портативного вологомiра. У блощ передбачено зв'язок iз персональним комп'ютером (ПК) через iнтерфейс RS232 або RS485.
Вихiд блока е триканальним i реалiзуеться трьома групами контактiв реле потужнiстю 220 Вт, що забезпечують двопозицiйне регулювання температури i вологостi повiтря. Блок працюе у комплектi з двома термоперетворювачами опору градуювання 100П (один - "сухий", другий - "змочений") (табл.).
УДК. 674. 047. 1нж. З.П. Копинець - УкрДЛТУ
РАЩОНАЛЬНА СТРУКТУРА РЕЖИМ1В СУШ1ННЯ ТОНКИХ
ПИЛОМАТЕР1АЛ1В
Проведено аналiз рiзних режимiв сушiння тонких сортиментiв i обгрунтовано рацiональну структуру режимiв сушiння тонких пиломатерiалiв.
Z.P. Kopynets - USUFWT The rational structure of thin lumber drying
Different regimes of thin blanks have been analyzed and the rational structure regimes of drying have been recommended.
Зростаючий дефщит деревинних i енергетичних ресурЫв в Укра'ш ставить завдання рацюнального ïx використання та розробки нових енерго- i матер1алоощадних технологш виготовлення дерев'яних виробiв.
Тенденщя використання для виготовлення лицьових шарiв високо-якiсниx дверних полотен, вшонних блокiв, паркетних дощок i щдлв сорти-ментiв товщиною вiд 4-х до 8 мм, яка нещодавно з'явилася на рядi шд-приемств Украïни, вимагае розробки теxнологiï сушшня пиломатерiалiв таких товщин, як б пiсля обробки по товщиш забезпечували виxiд заготовок саме таких товщин. У минулому тоню дощечки здебшьшого використовува-лися в тарному та олiвцевому виробництвах. Товщина таких сортимен^в (да-лi дощечки) становить до 13 мм, а довжина до 1 м. Низьк вимоги до тако'' продукцп тягли за собою i невисок вимоги до якост сушiння.
У тарному та олiвцевому виробництвах для сушiння дощечок застосовують конвеернi сушильнi установки з конвективним пiдведенням тепла [1]. Для
сушiння тонких заготовок в олiвцевому виробництвi у конвеернш сушильнiй ус-тановцi рекомендуеться тдтримувати температуру повiтря в межах 140-150 °С, швидюсть повiтря по матерiалу 2.5 мС i вщносну його вологiсть 10-15 %; для тонких заготовок тарного виробництва рекомендуеться режим сушшня з температурою повпря 180-200 °С i швидюстю агента сушiння 2.5-3.0 м£.
Дощечки висушували у парових лiсосушильних установках безперер-вно! ди при температурi 110-120 °С, а також в газових сушильних камерах, де як сушильний агент використовувались топковi гази, при температурi бiльше 150 °С. Для сушiння пиляних дощечок рекомендуеться використовувати су-шильнi камери безперервно! д1! довжиною вiд 8 до 16 м [2].
Призначеш для сушшня пиломатерiалiв сушильнi камери також засто-совують для сушiння тарних дощечок. Враховуючи шдвищену iнтенсивнiсть тепломасообмшу при сушiннi тонких тарних дощечок потрiбно використовувати сушильнi установки з шдвищеними термоаеродинамiчними параметрами. Та бшьшють режимiв камерного сушшня деревини розроблеш для пило-матерiалiв товщиною вiд 16 мм [3, 4, 6]. Ц режими е двох-, трьох- i багатос-тупеневими.
Для пиломатерiалiв товщиною 13-16 мм рекомендуються [4] таю режими (табл. 1).
Табл. 1. Режими сушшня дуба i бука товщиною 13-16 мм
Волопсть деревини, % Д уб Бук
г М г М
>40 63 4 74 5
40-30 67 5,5 77 6
30-20 70 10 80 11
20-15 73 13 83 15
15-10 75 18 85 20
<10 78 23 87 26
А для сушшня олiвцевих заготовок у конвективних сушильних камерах рекомендуеться [5] такий режим (табл. 2).
_Табл. 2. Режим сушшня олiвцевих заготовок_
гс Ф
>20 60 53 70
20 66 53 50
15 68 51 40
<10 71 46 25
Сушшня тонких пиломатерiалiв товщиною вщ 6 до 13 мм вивчено не-достатньо, а режими, в основному, розроблеш для тонких заготовок товщиною 13 мм i бшьше.
Застосування на деяких шдприемствах Укра!ни для сушшня тонких пиломатерiалiв багатоступеневих режимiв сушшня i низьких температур (на початку процесу сушшня 28 °С до кшця процесу температура шдвишуеться до 50 °С) призводить до невиправдано тривалого процесу сушшня, хоча дае високу яюсть сушшня.
128
Збiрник науково-техшчних праць
Науковий вкник, 2003, вип. 13.2
Дослщження показали, що тривалiсть процесу сушшня дубових i бу-кових тонких пиломатерiалiв (товщина 6.. .12 мм) при температурах вщ 60 до 95 °С становить приблизно вiд 4 до 40 годин. П.С. Серговський [6], обгрунто-вуючи використання двоступеневих режимiв для пиломатерiалiв товщиною вщ 16 мм, посилаеться на розвиток внутршшх напружень у пиломатерiалах у процес сушiння. А також стверджуе, що використання двоступеневих режи-мiв сушiння призводить до штенсифшацп процесу порiвняно з використан-ням багатоступеневих режимiв.
Повнi внутрiшнi напруження, що ддать у будь-якiй точцi перетину ма-терiалу при його сушшт можна розглядати як алгебра1чну суму волопсних i залишкових напружень, знаки яких протилежш протягом процесу сушшня [7]. Волопсш напруження виникають через пружш деформацп внаслiдок не-однорщного всихання рiзних шарiв, вони зникають при вирiвнюваннi воло-гостi по перетину сортименту. Залишковi напруження виникають через за-лишковi деформацп розтягу, що розвиваються у поверхневих шарах сортименту. Залишковi напруження ддать у деревиш i пiсля сушшня при вирiвню-ванш вологост1 по перетину сортименту.
Рис. 1. Дiаграма змши вологостi i напружень в процеЫ сушшня деревини:
а - змта вологост1 поверхневих зон внутршнъог зони Жвн / перепаду вологост1 АЖ; б - змта вологгсних овол, залишкових озал I повних оповн напружень в поверхневих зонах материалу [7]
Шсля переходу поверхневими шарами точки насичення волокна (момент 1), волопсш напруження пропорцшш перепаду вологост^ спочатку
зростають; коли центральний шар переходить точку насичення волокна, до-сягають максимуму (момент 2), а по^м поступово зменшуються i до кiнця процесу при вирiвнюваннi вологостi по товщинi прямують до нуля. На пер-шому еташ процесу залишковi напруження, одночасно iз збiльшенням воло-гiсних напружень, штенсивно зростають. А пiсля переходу центральним шаром точки насичення волокна (момент 2), залишковi деформаци припиняють свiй рiст i дещо зменшуються за рахунок всихання центральних шарiв [4]. На деякому промiжному етапi (момент 3) процесу залишковi напруження стають рiвними по величин вологiсним напруженням, а повш напруження стають рiвними нулю. Далi вологiснi напруження стають меншими вщ залишкових, а повнi напруження при цьому змшюють знак.
На початковш стади процесу сушiння повнi напруження мають знак волопсних напружень й швидко зростають через перепад вологост по тов-щинi сортименту i в цей момент поверхневi шари штенсивно випаровують вологу. Тому для запобшання появi поверхневих трiщин на даному еташ процесу сушшня необхщно тдтримувати вщносну вологiсть сушильного агента на такому рiвнi, щоб забезпечити достатньо малий градiент вологость У кiнцi процесу сушiння волопсть поверхневих шарiв наближаеться до рiвноважноl, а перепад вологостi по товщиш сортименту е порiвняно малим. Повш напруження мають знак залишкових. Тому у кшцевш стади процесу доцшьно шд-тримувати низьку вщносну вологiсть сушильного агента.
Перехiд вщ першого етапу сушiння до другого вщбуваеться при пере-хiднiй вологосп, яка вiдповiдае моменту змiни знаку повних напружень. Пе-рехiдна волопсть залежить вiд температури матерiалу, розподшу у ньому по-чатково! вологосл, параметрiв агента сушiння тощо. При рiвномiрному роз-подiлi початково! вологосп, параболiчному розподiлi 11 у процеЫ сушiння i у дiапазонi температури 60... 100 °С величина перехщно! вологост становить приблизно 20.25 % [6].
Висновок. З огляду на малу тривалiсть процесу i значно меншш загрозi розтрiскування тонких пиломатерiалiв при 1х сушiннi, оптимально буде засто-совувати двоступеневi режими з перехщною вологiстю матерiалу - 20 %.
Лггература
1. Иванчинков А.С. Исследование процесса и разработка конвейерных установок для сушки тонких заготовок специальных деревообрабатывающих производств. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. к.т.н. - К.: 1966. - 20 с.
2. Кречетов И.В. Сушка древесины топочными газами. - М-Л.: Гослесбумиздат, 1961.
3. Билей П.В. Сушка древесины твердых лиственных пород.(Издание второе) - М.: Экология, 2002. - 224 с.
4. Кречетов И.В. Сушка древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 440 с.
5. Захаржевский В.Г. Сушка древесины. - М-Л.: Всесоюзн. кооп. объединенное изд-во, 1941. - 68 с.
6. Серговский П.С. О рациональных режимах сушки пиломатериалов в высокотемпературных сушилках. Журн/ Деревообраб. пром-сть. - 1962, № 1. - С. 4-8, № 2. - С. 3-5.
7. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 176 с.
130
Зб1|)ммк науково-техшчних праць
