CC BY
36
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
тент-сушилках, и показали высокую эффективность сушки.
Библиографический список
1. Серговский, П.С. Исследование влагопроводности и разработка методов расчета процесса сушки и увлажнения древесины: дис. ... докт. техн. наук. МЛТИ, 1954.
2. Меркушев, И.М. Кинетика и расчет безопасных универсальных режимов конвективной сушки пиломатериалов // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. науч. тр. - Вып. 342.-М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. - С. 30-36.
3. Меркушев, И.М. Режимы бездефектной сушки пиломатериалов, координированные по их текущей влажности / И.М. Меркушев // Вестник МГУЛ -Лесной вестник. - 2009. - № 3(66). - С. 189-193.
РЕЖИМЫ БЕЗДЕФЕКТНОЙ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ,
координированные по ее энергодозированию
И.М. МЕРКУШЕВ, проф. каф. технологии мебели и изделий из древесины МГУЛ, канд. техн. наук
Важнейшую динамическую характеристику процесса безопасной сушки пиломатериалов - удельную мощность на испарение влаги, содержащейся в 1 м3 древесины Ам3, кВт/м3 - можно выразить как произведение скорости перемещения влаги в древесине по закону влагопроводности, кг/c
i =F р0 а’ du/dx, (1)
на теплоту испарения г, отнесенное к объему высушиваемой древесины SF/2, м3
N 3 = 2 р а’ du/dxr S _1, (2)
где F - площадь поверхности испарения в 1 м3 древесины, м2;
S - расчетная толщина сортимента: при его размерах а и b, м
S = аЬ/ (а + b); (3)
r r - плотность базисная и абсолютно
б, 0
сухой древесины, кг/м3 ;
r0 ~ 1,2 гб; (4)
где а’ - коэффициент влагопроводности древесины, определяемый в см2/с по [1] или в м2/с по [2, ф. 21] (с поправкой для преимущественно радиального тока влаги) по ф.(5)
a = 0,01 t 2/гб4, (5)
du/dx - максимальный градиент влагосодержания древесины, кг/кг/м, как отношение допустимого его перепада по толщине сортимента 0,01ДЖу, к половине гидравлического радиуса сортимента S/4, м,
du/dx = 0,04Д Ws /S, (6)
где r - скрытая теплота парообразования, кДж/кг
r = 2490. (7)
caf-mebel@mgul. ac. ru
По (1-7) получена формула для расчета допустимой удельной мощности на испарение влаги из 1 м3 древесины
N 3 = 2,39t 2 S -2Д Ws гб-3, (8)
1м б
В табл. 1 приведены рассчитанные по этой формуле значения допустимой удельной мощности для пиломатериалов разных пород.
Вышеприведенные нормы дозирования энергии проверены другим методом на базе ранее выведенной функциональной зависимости снижения текущей влажности пиломатериалов от продолжительности процесса W<d(t), % [3, ф.(2.2) и (1.24)] и ее дифференцирования (9)
(d / dT)Wo(T):= (d / dT)[2,5 +
ry 1(100+3-v-1)-2-(2844-p6'A-t2-S~2-6Ws-z)2
+(Wh- 2,5)2"3 ].
(9)
Для сушки конкретных пиломатериалов в заданных условиях, (например, при рб = 500 кг/м3, S = 22,5; 32; 45; 64 и 90 мм, Wk-Wk = 70-2,5 %, ДWs = 36 %, t = 45, 64, 90 °С и v = 0,6 м/с) по [3, ф.(2.2)] построены кривые сушки оптимальными режимами W<d(t), %, (на рисунке, вверху), а по формуле (9) рассчитаны и построены кривые скорости сушки, %/сут (на рисунке внизу). Преобразованием ф. (9) (путем деления скорости сушки dWо(т)/dт, %/сут. на 24 ч/сут., 3600 с/ч, 100 % кг др/кг вл. и умножением на рб кг др/м3 и 2490 кДж/кг вл.) получено выражение максимально допустимой удельной мощности на испарение влаги из 1м3 пиломатериалов
^ кВт/м3 (10)
N1м3 = 0,0002882 рб Шо/di, (10)
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
175
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Таблица 1
Значения удельной мощности на испарение влаги, гарантирующей допустимый перепад влажности по толщине пиломатериалов при сушке, рассчитанной по ф. (8)
Древесные породы Ель, кедр Сосна Береза Клен Бук, листв., дуб, ясень
Перепад влажности AWs, % 33,8 36 36 40,7 33
Базисная плотность рб, кг/м3 355 400 500 550 540
Температура t, 5С 3
45 64 90 .удельная ytm иепарснис из i м ьлаги; мищниетъ, гарантирующая бездефектную сушку пиломатериалов, У 3, кВт/м3
Толщина сортимента S, м
0,022 28,9 21,5 11,0 9,35 8,00
0,022 0,032 14,4 10,8 5,51 4,68 3,96
0,022 0,032 0,045 7,22 5,38 2,75 2,34 2,00
0,032 0,045 0,064 3,61 2,69 1,37 1,17 1,00
0,045 0,064 0,090 1,81 1,34 0,69 О,58 0,50
0,064 0,090 0,90 0,67 0,34 0,29 0,25
0,090 0,45 0,34 0,17 0,15 0,13
т
Продолжительность сушки т, сут.
Рисунок. Дифференцирование кривых сушки березовых пиломатериалов (к расчету максимальной скорости сушки dW/dx )
А J max'
176
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Таблица 2
Величина удельной (на испарение влаги из 1 м3 древесины) допустимой мощности, обеспечивающей бездефектную сушку пиломатериалов, рассчитанной по ф. (10)
Древесные породы: Кедр, ель Сосна Береза Клен Бук, листв. Дуб, ясень
Перепад влажности AWs, % 33,8 36 36 40,7 30,7 35
Базисная плотность рб, кг/м3 355 400 500 550 525 555
Температура t, оС
45 64 90 .удельная динуетнмая мищниегь на непаренне нлагн, kdt/аг при скорости циркуляции сушильного агента v = 0,3 м/с
Толщина S, мм
22,5 27,2 20,5 10,7 9,19 7,87 7,68
22,5 32 13,9 10,6 5,33 4,60 3,93 3,84
22,5 32 45 7,06 5,30 2,67 2,30 1,97 1,92
32 45 64 3,48 2,65 1,34 1,15 0,98 0,96
45 64 90 1,74 1,27 0,67 0,58 0,49 0,48
64 90 0,97 0,63 0,34 0,29 0,25 0,24
90 0,44 0,32 0,17 0,14 0,12 0,12
То же при скорости циркуляции сушильного агента v = 2,4 м/с
22,5 28,7 22,4 11,5 10,1 8,62 8,32
22,5 32 15,1 11,3 5,76 5,07 4,24 4,16
22,5 32 45 7,62 5,65 2,88 2,54 2,12 2,08
32 45 64 3,79 2,82 1,44 1,27 1,06 1,04
45 64 90 1,94 1,38 0,72 0,63 0,53 0,51
64 90 1,02 0,69 0,36 0,32 0,27 0,26
90 0,51 0,35 0,18 0,16 0,14 0,13
По экстремумам кривых скорости сушки определены численные значения dWo(x)/ dx, и результаты расчетов по ф. (10) занесены в табл. 2.
Как видно из табл. 1 и 2, результаты расчетов удельной мощности А1м3 по формулам (8) и (10) очень близко совпадают.
Для расчета установленной мощности сушильных устройств достаточно величину допускаемой удельной мощности А1м3, рассчитанную по формуле (8) или (10), или взятую из таблиц, умножить на вместимость сушилки Е, м3 и добавить мощность на потери через ограждения А , кВт
N = N. 3-Е + N . (11)
1м огр 4 '
Библиографический список
1. Серговский, П.С. Исследование влагопроводности и разработка методов расчета процесса сушки и увлажнения древесины: дисс. ... д-ра наук / П.С. Серговский. - МЛТИ, 1954.
2. Меркушев, И.М. Кинетика и расчет безопасных универсальных режимов конвективной сушки пиломатериалов / И.М. Меркушев // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. науч. тр. - Вып. 342.- М.; ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. - С. 30-36.
3. Меркушев И.М. Режимы бездефектной сушки пиломатериалов, координированные по ее продолжительности / И.М. Меркушев // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2009. - № 4(67). -С. 172-175.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
177
