CC BY
45
УДК 630*532.5; 66.29.17; 66.087.92 В.И. Патякин, В.А. Соколова, А.В. Елкин
СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ И ЖИДКОСТЬЮ
В ПОРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ ДРЕВЕСИНЫ
В статье рассматриваются результаты эксперимента по испытанию способа интенсификации удаления влаги из капилляров и порового пространства древесины путем контакта поверхности электродов с внешним электрическим полем в точках контакта электрод - поверхность древесины.
Предлагаемый способ может быть реализован при сушке древесины, а также для ее пропитки при подборе определенного значения температур древесины и пропитывающей жидкости.
Ключевые слова: сушка, обезвоживание, пропитка, электроды, электроосмос.
V.I. Patyakin, V.A. Sokolova, A.V. Yelkin
WAYS OF ELECTRIC CONTACT SUPPLY BETWEEN THE ELECTRODES AND LIQUID
IN WOOD PORE SPACE
The experiment results on testing the way of moisture removal intensification from wood capillaries and pore spaces by electrodes surfaces contacting with external electric field in the points of an electrode - wood surface contact are considered in the article. The offered way can be realized at wood drying, and also for its impregnation at wood temperatures certain value and impregnating liquid selection.
Key words: drying, dehydration, impregnation, electrodes, electroosmosis.
Известно, что одним из эффективных способов удаления влаги из древесины по энергоемкости является механический, так как легче удалить влагу механически из древесины, чем высушить, превратив влагу в пар, и удалить через систему пор. В промышленности находит применение центробежный метод удаления влаги, при котором пачка бревен помещается горизонтально в самобалансирующуюся центрифугу и вращается вокруг оси. При этом столбики жидкости в капиллярах разрываются в области оси вращения и влага движется к торцам.
По мере обезвоживания масса жидкости уменьшается и становится критической. При определенных условиях движение жидкости прекращается, и остаток столбика остается на конце капилляра. На конце бревен образуется масса жидкости из оставшихся столбиков, которая может быть удалена другим способом [1].
Группой ученых ЦНИИЛесосплава обнаружен электрокинетический способ обезвоживания древесины, который по энергоемкости близок к механическим способам (0,011-0,11 кВт/ч на 1 кг удаляемой влаги). Этот способ предполагается применить совместно с центробежным способом для удаления остаточной влаги.
Как показали результаты экспериментальных исследований, представленные на рисунке и в таблице, в результате поперечного воздействия тока повышенной напряженностью столбики жидкости в концевых частях бревен можно убрать или существенно снизить их массу.
Осуществление предлагаемого способа производят следующим образом (рис.). Высушиваемую древесину 5 устанавливают между электродами 1 и 2. Заполняют карманы электродов 3 охлаждающей жидкостью, которая просачивается через отверстия-капилляры 4, увеличивает и охлаждает площадь контактов 6. Постоянное напряжение подключают к электродам 1 и 2 [2].
Электрический ток, проходя через зазоры 1 и 8 и образец древесины 5, вызывает термоэлектрические процессы в древесине и материалах электродов, вследствие чего из капилляров древесины извлекается жидкость, концентрируясь на электродах. Под действием гравитационных сил она стекает, одновременно смешиваясь с охлаждающей жидкостью, в емкости 9 и 10.
5
Схема обезвоживания древесины поперек волокон
Результаты экспериментальных исследований по обезвоживанию древесины
Порода Длина, мм Диа- метр, мм Напряжение, В Вре- мя, с Температура, оС Масса, г Примечание
у анода у катода в центре до опыта после опыта
Сосна 220 60 1250 1500 17-74 18-31 17-69 480 380 Обугливание на поверхности древесины
Ель 190 65 1250 1500 21-63 21-31 21-56 430 385
Сосна 27 61 1850 1500 21-83 21-46 21-69 520 345
Сосна 200 63 60 1500 22-28 22-24 22-25 486 482
Анализ результатов испытаний образцов древесины различных пород (см. табл.) показывает, что процесс сушки протекает тем интенсивнее, чем больше перепады температуры.
Однако при напряжении поля выше 250 В/см наблюдается вскипание охлаждающей жидкости, что приводит в дальнейшем к обугливанию древесины. При напряженности поля 10 В/см и менее возникающий градиент температуры незначителен, т.е. в этом случае происходит атмосферная сушка древесины.
Данные эксперимента показывают, что у положительного полюса (анода) температура древесины меньше, чем у катода, при этом наблюдается закономерность возрастания от первого ко второму, чем больше эта разность, тем интенсивнее протекает процесс обезвоживания.
Движение жидкости вследствие неравномерного распределения температуры можно объяснить следующим образом.
В нагретых местах жидкость испаряется, в холодных конденсируется. Это и может вызвать движение ее паров, жидкость может двигаться под действием сил вязкости, вызываемых градиентом давления в паровой фазе, или ее движение обусловлено градиентом капиллярного давления, возникающим из-за зависимости поверхностного натяжения от температуры.
Предлагаемый способ может быть реализован при сушке древесины и ее пропитке при подборе определенного значения температур древесины и пропитывающей жидкости [3].
Использование предлагаемого способа сушки древесины позволяет снизить расход электрической энергии путем подключения электродов к древесине поперек волокон, т.е. по диаметру высушиваемых материалов.
Литература
1. Адам Н.К. Физика и химия поверхностей. - М. - Л.: Гостехиздат, 1947. - 552 с.
2. Бондаренко Н.Ф. Исследование электроосмоса в глинистых грунтах в связи с проблемой регулирования их строительных свойств: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Л., 1962.
3. Патякин В.И., Тишин Ю.Т., Базаров С.М. Техническая гидродинамика древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1990.
'--------♦------------
УДК 631.521.5:539.104 Н.В. Цугленок, О.Г. Толмашова
ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА РЕЖИМОВ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ИНТЕГРАЛЬНОМУ ПОКАЗАТЕЛЮ КАЧЕСТВА СЕМЯН И КОРМОВ ПАЙЗЫ
Приводятся результаты исследований по выбору режимов микроволновой обработки семян пайзы. Методы вычислительного эксперимента и нелинейной оптимизации позволяют рассчитывать оптимальные значения частных показателей качества биотехнологического процесса микроволновой обработки и соответствующие им режимы по экспозиции и скорости нагрева.
Ключевые слова: информационно-аналитическая модель, обобщенный показатель качества, частные модели, сопряженные расчетные схемы, экспозиция, скорость нагрева.
N.V. Tsuglenok, O.G. Tolmashova
EXPERT ESTIMATION OF THE MICROWAVE RADIATION MODES ACCORDING TO THE INTEGRATED INDICES OF QUALITY OF PAYZA SEEDS AND FORAGE
The results of research in order to choose the microwave modes for payza seed processing are given. Methods of computing experiment and nonlinear optimisation allow to calculate the optimum numbers of private quality figures of the microwave processing biotechnological process and the modes corresponding to them according to the exposition and heating speed.
Key words: information-analytical model, generalized index of quality, private models, conjugated calculation schemes, exposition, heating speed.
Применение электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, предпосевной обработки семенных материалов в сельском хозяйстве направлено на приращение продуктивности в растениеводстве и, как следствие, питательной ценности кормов в животноводстве. Фитосанитарная технология возделывания пайзы в условиях Минусинской лесостепи включает в себя установку оптимальных режимов микроволнового излучения, обеспечивающих уничтожение групп вредных организмов, нарушающих формирование элементов структуры урожая.
Информационно-аналитическая модель влияния микроволнового излучения ([ является системой частных моделей определения питательной ценности сена ^ ^ сенажа ^ инфицированности биометрических показателей растений пайзы в фазе кущения ___ и выметывания ^ и продуктивности растений пайзы , которая, по-существу, представляет обобщенный показатель качества, получаемый сверткой частных показателей [1-3]:
