CC BY
20
Науковий iticiiiik- НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.2
деревини та покращити прямолiнiйнiсть подачi заготiвок i стабiльнiсть робо-ти пилок можна змшивши конструкцiю 1х зубчастого вшця.
Якщо кругла пилка матиме зубщ з пластинами форми ¥2, ширина яких становитиме третину вщ ширини пропилу й матимуть однакову ширину з товщиною корпуса та 1х головнi рiзальнi кромки виступатимуть над колом обертання вершин зубщв пилки з формою Ш2 на 1,5...2,0 мм, то щ зубцi в матерiалi утворюватимуть паз, боковi стшки якого будуть утримувати пилку вщ бокового змiщення i тим самим забезпечать стабшьшсть обертання пилки. Боковi стiнки пропилу будуть формуватись зубцями з формою пластини Ш2. Вершини цих зубцiв вiдрiзатимуть вщ заготiвки матерiал шириною, що становить третину вщ ширини пропилу, який залишиться з обох бокiв шсля рiзання зубцями ¥2.
Доля торцевого рiзання такою пилкою становитиме третину вщ ширини пропилу, а зубщ з формою пластин Ш2 будуть утворювати стружку сколю-вання. Загалом кругла пилка запропоновано! конструкци дасть змогу зменши-ти енергозатрати на процес рiзання, полiпшити стабшьшсть роботи пилки, покращити яюсть розпилювання та зекономити витрати на виготовлення круглих пилок. На конструкщю тако! пилки подано заявку на корисну модель.
Лггература
1. К1рик М.Д. Мехашчне оброблення деревини та деревних матер1ал1в. - Льв1в : Кольо-рове небо, 2006. - 412 с.
2. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. - М. : Лесн. пром-сть, 1971. - 343 с.
УДК 674.047 Проф. 1.М. Озаршв, д-р техн. наук; студ. О.1. Озаршв;
тж. О.Я. Данчiвська; доц. М.С. Кобринович, канд. техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Rbeie
РОЗРАХУНОК ТЕМПЕРАТУРИ В СОНЯЧНИХ СУШИЛЬНИХ КАМЕРАХ
Показано особливосп розрахунку температурних полiв на 6a3i вщповщних piB-нянь. Описано критерп оцшки конвективно-pадiацiйного теплообмшу.
Prof. I.M. Ozarkiv; stud. O.I. Ozarkiv; eng. O. Ja. Danchivska; assoc. prof. M.S. Kobrynovich - NUFWT of Ukraine, L'viv
Temperature in solar drying chambers calculation
The features of the temperature fields on the base of the proper equations calculation have been shown in this article. The criteria of convective-rediative heat exchange have been described.
Використання енерги сонячного випромшювання як дешевого, еколо-пчно чистого, невичерпного джерела теплово! енерги для енерго- та теплоза-безпечення процеЫв сушшня деревини е надзвичайно актуальним [1]. Зокре-ма, для Укра!ни, як малолюисто! i до того ж з низьким р1внем використання люових ресурЫв кра!ни, саме актуальшсть ще! проблеми зводиться до ство-рення науково-техшчних основ конвективно-рад1ацшного сушшня з викорис-
3. Технолопя та устаткування деревообробних пiдприeмcтв
97
танням сонячно! енерги на базi унiверсальних високоефективних та енерго-ощадних гелiосушарок. Своею чергою, ефективнiсть використання сонячно! сушарки залежить вiд таких основних чинниюв: кшматично! зони регiону, де плануеться будувати сушильну установку, тобто температури та вщносно! вологостi повiтря i амплiтуди !х коливання, кiлькостi сонячних днiв в роцi, величини густини потоку випромшювання, як прямого, так i розсiяного. За-лежнiсть густини потоку вщ пори року (сезону) i погодних умов е одним iз несприятливих факторiв при використанш сонячно! енергi! для сушiння. Тому, в зимово-весняну пору року не слщ повшстю замiнювати традицшш тех-нiчнi джерела енергi! (пару, тда^ту воду, електрику) на сонячну енергда, коли густина потоку промешв е незначною. Це значить, що слiд поеднувати сонячну енергiю iз традицiйними конвективно-камерними способами сушш-ня, коли як теплоносш використовуеться пщгргга вода або водяна пара.
Характер на^вання та сушiння, який визначаеться швидкостями змi-ни температури, часом досягнення певного значення температури в заданих точках тiла, е рiзним i залежить вiд властивостей деревини, умов !! теплово! обробки i виду енергетичного впливу [1]. Тому пiд час проектування i розра-хункiв сонячних сушарок потрiбно саме знати характер змiни температури об'екта сушiння, оскiльки кiнетика (швидюсть) нагрiвання та сушiння впли-вае на тривалють сушiння.
Розрахунок процеЫв сушiння базуеться на розв,язаннi загального ди-ференцiального рiвня перенесення тепла, що враховуе випаровування води з матерiалу, перенесення тепла за рахунок внутршнього тепло- i вологообмь ну, а також поглинання енерги шфрачервоного випромiнювання, що проникло на певну глибину. Тому, як характеристику нагромаджено! деревиною енергi! можна взяти саме значення температури матерiалу, що сушиться, в рiзних його зонах i в рiзний момент часу.
Вихщним диференцiальним рiвнянням для розрахунку тривалост су-шiння е рiвняння теплового балансу, що мае вид
0,нагр. + 0,випр. + О.конв. + Qтеплопр. + 0,вип. + О,погл., (1)
де: Qz- сумарний потж енергi!, який подаеться до деревини; Qнагр. - потiк енергi!, затрачений на нагрiвання деревини; Qвипр. - потж енергi!, що випромь нюеться деревиною; Qконв. - потiк енерги, що переноситься до матерiалу за рахунок конвекци; Qтеплопр - потж енергi!, що переноситься в середиш матерь алу за рахунок теплопровщностц Qвип. - потiк енергi!, що переноситься за рахунок випаровування вологи в середиш деревини; Qпогл - потж енерги, що поглинувся деревиною.
Величини вказаних вище потоюв енерги можна розрахувати вщповщ-но за такими виразами:
^агр. = см •М • ЛТм = Ум • Рм • см • ЛТм; (2)
Qвипр = &пр • С0 (Гп.м. — Топ.) ^Опр; (3)
Qконв = ак (Тп.м. — Тпов.) • ^ ; (4)
Q теплопров = М • ' ^Тм ; (5)
О
98
Збiрник науково-технiчних праць
Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.2
Овип = ч'вип -у-ехр(-Шх-д)-Гопр; (6)
0,погл = АХ ' Еповм. ' -Еопр , (7)
де: Ум - об'ем матерiалу, що висушуеться; рм, см - вщповщно густина та пи-тома теплоемшсть волого! деревини; ёТмм - змiна температури мокрого термометра, яка дорiвнюе температурi поверхнi матерiалу, що сушиться; £пр-приведена (iнтегральна) ступiнь чорноти опромшено! деревини та бокових огороджень камери; <г0 - постiйна Стефана-Больцмана (а0 = 5,669-10"
2 4
Вт/(м -К ); Тпм, Топ,Тпов. - вщповщно температура поверхнi матерiалу, оточу-ючих поверхонь (огороджень) та повггря; Хм - коефiцiент теплопровщносл висушуваного матерiалу; д - товщина матерiалу; ^ - загальна площа матерь алу, що висушуеться; М - маса опромшено! деревини; Еповж - густина потоку випромшювання на поверхнi матерiалу; ц'вип - штенсившсть випаровуван-ня вологи з матерiалу; Шх - усереднений показник поглинання ГЧ-випромь нювання деревинною речовиною; у - питома теплота пароутворення.
В шженернш практицi вiддачу теплоти за рахунок теплопровщносл стараються зменшити шляхом зменшення безпосереднього контакту дереви-ни iз нагрiтими конструктивними елементами (огородженнями) сушильно! камери. Крiм того, нехтування теплопровщшстю в умовах конвективно-радь ацiйного сушшня при визначеннi нестандартних полiв дае нам змогу безпосе-редньо перейти до розрахунку надлишкових полiв температури, обминаючи при цьому задачi теплопровщност^ на основi оптичних терморадiацiйних (спектральних коефiцiентiв вiдбивання, пропускання та поглинання) характеристик деревини. Тод^ розв'язуючи вiдповiднi рiвняння стосовно приросту температури на поверхш матерiалу iз врахуванням певних допущень, змiна температури визначимо так:
ёТ = АХ ' Еповм. — &пр. ' а0 ' Тпм. — ак (Тп.м. — Тпов.)
ёт См 'Рм 'д (8)
У рiвняннi (8) взято припущення, що величина Qвип е дуже малою величиною в перiодi прогрiвання.
Для сонячно! сушарки, коли тепловi втрати, що зв'язанi iз конвекцiею, набагато переважають втрати, як зумовленi iнфрачервоним випромшюван-ням само! деревини, тобто
ак (Тп.м. — Тпов ) >> &пр ' а0 ' Тпм., (9)
то рiвняння (8) спроститься i набуде виду
ёТ = Ах ' Еп.м. — ак (Тп.м. — Тпов ) (1 0)
ёт См'Рм'д
Тод^ для стацiонарного режиму можна записати
Т = Т + АХ ' Епм. (11)
Т с.р. =Т пм. + , (1 1)
ак
а час настання такого режиму визначиться з рiвняння (10), тобто
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
99
См ' рм л Тс ТПОв /1
Тср =--ln 0 05 7° • (12)
ак 0,05' 7 с
За останшм рiвнянням можна розрахувати час настання температур-них режимiв у сонячних (iнфрачервоних) сушарках i3 врахуванням тепловщ-дачi випромшюванням або конвекщею.
Залежнiсть мiж максимальною температурою tmax в сушильнiй raMepi та температурою повiтpя в нш (Тс = Тпов) мае вид
t = t + ' Еповм. (1 3)
tmax = tc + к f , (13)
ak
де Kf- коeфiцiент, що враховуе вiдношeння опромшено! повepхнi Fonp до вЫе! поверхш матepiалу•
1з останньо! формули видно, що температура деревини може бути тд-вищена двома шляхами: за рахунок збшьшення iнтeнсивностi опpомiнeння поверхш або за рахунок шдвищення температури агента сушшня в камepi•
У загальному випадку, для оцiнки конвективного складника теплового потоку в сушарщ, коли Bi / Seunp <1 (Bi - тeплообмiнний кpитepiй Бю;
Seunp = а° R ' T3 - pадiацiйний критерш) доцiльно ввести об'еднаний кpитepiй
Л
конвeктивно-pадiацiйного сушiння, тобто
__В.
Sx= Seunp + s ' 'sf, (14)
S eunp
де Sf - коeфiцiент форми, що враховуе вид сортименту (пластину або цилшдр).
Таким чином, наведет вище piвняння дають змогу знайти визначити температури в довшьнш точщ iз врахуванням променевого складника.
Лггература
1. Озарк1в 1.М. Науково-тeхнiчнi основи конвeктивно-pадiацiйного сушiння деревини: дисepтацiя на здобуття наукового ступeнi доктора техшчних наук. - Львiв : НЛТУ Укра!ни, 2006. - 404 с.
2. Ozarkiv I.M. Scientific and technical principles of convective - radiation drying of timber: doctor of Technical sciences Thesis. - Lviv : NUFWT of Ukraine, L'viv, 2006. - 404 p.
УДК 674.048 Доц. Ю.М. Губер, канд. техн. наук;
асист. З.П. Копинець - НЛТУ Украти, м. nbsis
АНАЛ1З МЕТОД1В ВИЗНАЧЕННЯ ТРИВАЛОСТ1 СУШ1ННЯ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В ПОНИЖЕНИХ ТОВЩИН
Виконано аналiз мeтодiв визначення тpивалостi процесу сушшня пиломатерь алiв понижених товщин. З'ясовано, що найбшьш точнi результати з визначення три-валостi процесу сушшня пиломатepiалiв понижених товщин у виробничих умовах дае графоанал^ичний метод.
Assoc. prof. Yu.M. Huber; assist. Z.P. Kopynets - NUFWT of Ukraine, L'viv Analysis methods determination duration of drying thin saw-timbers
Analysis methods of determination the duration of drying thin saw-timbers is fulfilled in this article. Precise results claimed the duration compare with manufacturing of pro-
100
Збiрник науково-техшчних праць
