CC BY
57
Development of the scheme and the basis of calculation of the mounting mechanism cable logging installation. Determined effort in key elements of the mechanism by means of Solid Works-2007, and the software package "MATHEMATICA FOR WINDOWS 2.2". The results of calculation boom hoist.
Keywords: mounting mechanism, mast cable installation, the design scheme, the efforts in the elements of the mechanism of the stress-strain state, the major parameters.
УДК 630*81 Доц. Т.В. Юськевич, канд. с.-г. наук - НЛТУ Украши, м. Льет;
О.В. Данчееська, менеджер з якостг - ПАТ "Миколагецемент"
ТЕПЛОТВОРНА ЗДАТН1СТЬ ДЕРЕВИНИ, КОРИ, ХВО1 ТА ШИШОК 1НТРОДУКОВАНИХ ВИД1В СОСНИ
Наведено вагову теплотворну здатшсть деревини, кори, хво! та шишок штроду-кованих видiв роду Сосна (сосни Банкса, сосни Веймутова, сосни жорстко!, сосни чорно!), як зростають у люових насадженнях Захщного регюну Украши. Встановле-но, що найвищою теплотворною здатшстю характеризуются шишки з дерев сосни Веймутова та кора й хвоя iз дерев сосни Банкса.
Ключоег слова: штродуковаш види сосни, теплотворна здатшсть, деревина, кора, хвоя, шишки.
У перюд зростання щн на природнш газ, нафту та вугшля - основне джерело теплово! енергп промисловосп, комунального господарства, приватного сектору - виникае нагальна потреба у використанш 11 альтернативних джерел. Альтернативш джерела енергп - вщновлюваш джерела енергп (енер-пя сонячна, в1трова, геотермальна, хвиль та приплив1в, бюмаси, газу з орга-шчних в1дход1в 1 канал1зацшно-очисних станцш, бюгаз1в), пдроенерпя та вторинш енергетичш ресурси (доменний та кокивний гази, газ метан дегаза-ци вугшьних родовищ, перетворення скидного енергопотенщалу технолопч-них процеив). Важливу роль вдаграе бюмаса - продукти, що складаються повнютю або частково з речовин рослинного походження. 1х можуть вико-ристати як паливо з метою перетворення енергп, що мютиться в них, а саме: рослинш вщходи сшьського 1 люового господарства, харчово! промисловосл, вибракуваш волокна тд час виробництва пульпи й паперу з не!; кора дерев; деревш вщходи, за винятком деревини, яка може мютити галогенов! оргашч-ш сполуки або важю метали внаслщок оброблення або покриття деревини; буд1вельне смггтя 1 матер1али в1д зносу споруд [8].
Загалом Укра!на 1мпортуе близько 60 % енергоноспв. За м1жнародни-ми критер1ями такий р1вень не вважаеться надм1рним. Однак джерелом отри-мання основних обсяпв енергоноспв е одна кра!на. Тому залежнють енерге-тики й економжи Укра!ни загалом вщ 1мпортних поставок енергоноспв е кри-тичним. Таким чином, використання альтернативних джерел енергп, переду-им мюцевих вид1в палива (торф, деревина, солома, вщходи рослинного походження сшьського господарства 1 переробно! промисловосп), в паливно-енергетичних балансах регюшв е одним 1з можливих ршень щодо тдвищен-ня р1вня енергетично! безпеки Укра!ни. Зпдно з даними [12], енергетичний потенщал бюмаси в Украш становить понад 23 млн т умовного палива на рш, зокрема: енергетичш культури та вщходи деревини - 6,7; солома зерно-
Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.15
вих культур - 4,6; iншi вщходи сшьськогосподарських культур - 5,2; рiдкi палива (бюдизель, етанол) - 2,2; торф - 0,6; iншi - 4,0 [1, 11, 12].
Виходячи з реалш, урядом Укра!ни прийнято план заходiв iз збережен-ня та ефективного використання газу та нафтопродукпв. 1стотне значення на-дано забезпеченню ефективного використання низькояюсно! деревини та вщ-ходiв пiд час лiсозаготiвлi та лiсопилення як палива [8, 12]. Таким чином, за умови недостатнього забезпечення Укра!ни власними паливно-енергетичними ресурсами саме деревна бюмаса стае одним iз найбiльш доступних, економiч-но оправданих та перспективних джерел енергоресурив [1, 9, 10].
Також варто вщзначити, що на енергетичш цiлi можуть бути викорис-таш так званi вiдходи, якi непридатш для подальшого застосування - кора, тирса, горбилi та iн. [6, 10]. Як вщомо, залишенi на люосщ вiдходи перешко-джають вщновленню лiсу, захаращують лiсосiки, сприяють розмноженню шкiдникiв i виникненню пожеж, тому в люових галузях вiдходи збирають у купи i спалюють чи вивозять на звалища. Окрiм неефективного використання сировини та шюдливих викидiв у атмосферу, процес спалювання потребуе значних витрат пращ й засобiв. За даними 1.В. Андрiйчука, основним напря-мом використання 74 %% вiдходiв деревини може бути виробництво енергп. На думку експертiв, попит на деревину та и вщходи для отримання енергп в майбутньому збережеться [1, 10]. Окрiм цього, оптимiзацiя використання так званих вiдходiв дасть змогу вирiшити питання з отримання додатково! тепло-во! енергп та покращити показники комплексного використання природних ресуршв [6].
Загалом ус види палива складаються з одних i тих самих елементiв. Рiзниця мiж видами палива полягае в тому, що щ елементи мютяться в паливi в рiзних кшькостях. Елементи, з яких складаеться паливо, дiляться на двi гру-пи. До першо! групи належать т елементи, якi горять самi або тдтримують горiння. До таких елеменпв вiдносять вуглець, водень i кисень. До друго! групи елеменпв належать п, якi самi не горять i не сприяють горiнню; до них вщносять азот i воду. Вщособлено вiд названих елементiв е шрка. Вона е го-рючою речовиною i пiд час горшня видiляе тепло, але !! присутнють у паливi небажана, оскiльки тд час горiння сiрки видiляеться шрчистий газ, який переходить внаслщок нагрiвання у метал i попршуе його механiчнi властивостi [2, 3]. Тому вчеш звертають увагу на еколопчну чистоту та мiнiмальний вплив на довкшля внаслiдок згоряння природних ресуршв. Зокрема, порiвня-но з класичним твердим паливом, за однаково! теплотворно! здатносп вугш-ля мае в 15 разiв бiльший вмют попелу. Окрiм цього, утворений тсля спалювання бiомаси попiл можна використовувати у виглядi мiнерального добрива. Видшення С02 в повiтряний проспр внаслiдок згоряння рiзних видiв палива, порiвняно з вiдходами деревини та рiзних видiв твердого штучного палива, становить: легке масло - в 20 разiв вище; вугiлля-антрацит - у 50 разiв; кокс - у 30 разiв; природний газ - у 15 разiв [5, 9, 14].
Вщомо, що кшьюсть тепла, що видiляеться паливом тд час згоряння, вимiрюеться калорiями. Кожне паливо при згоряннi видшяе неоднакову юль-кiсть тепла. Кшьюсть тепла (калорш), яке видiляеться за умови повного зго-
ряннi 1 кг твердого або рщкого палива або внаслiдок згорання 1 м3 газоподiб-ного, характеризуеться теплотворною здаттстю. Враховуючи перелiченi факти, нашою метою було вивчити теплотворну здатнiсть деревини, кори, хво! та шишок штродукованих видiв сосни, якi зростають у люових наса-дженнях Захiдного регюну Укра!ни.
Визначення теплотворно! здатностi деревини, кори, хво! та шишок ш-тродукованих видiв сосни проводили в абсолютно сухому стан з допомогою автоматизованого калориметра 1КА-С2000. Деревину для дослщження вщби-рали iз взiрцiв для вивчення механiчних властивостей деревини, а кору, хвою та шишки вщбирали з попередньо заготовлених модельних екземплярiв. Усе-редненi результати проведених дослщжень наводимо в табл.
Табл. Теплотворна здаттсть деревини, кори, хвоТта шишок штродукованих
видiв сосни, ккал/кг
й « Деревина
Вид сосни л о « о и X й 1 заболонь ядро
комель середина верх комель середина верх
С. Банкса 4722 4692 4425 4415 4405 4399 4414 4424 4414
С. Веймутова 4710 4570 5077 4436 4410 4461 4772 4423 4559
С. жорстка 4570 4588 4332 4450 4373 4278 4710 4371 4409
С.чорна 4596 4368 4280 4343 4378 4367 4403 4352 4488
С. звичайна 4714 4341 4348 4414 4507 4463 4603 4591 4453
Як видно iз проведених дослщжень, теплотворна здаттсть кори за-лежно вщ дослщжуваного виду, за нашими даними, коливаеться в межах 4570-4722 ккал/кг. Високою теплотворною здатнютю характеризуются та-кож шишки з штродукованих видiв сосни, зокрема найвища теплотворна здатнiсть спостерiгаеться у шишок iз дерев с. Веймутова (5077 ккал/кг), а найнижчою - у шишок iз дерев с. чорно! (4280 ккал/кг). Теплотворна здаттсть хво! iз дослщжуваних видiв, за нашими даними, становить вщ 4368 ккал/кг ^з с. чорно!) до 4692 ккал/кг ^з с. Банкса), при чому цей показ-ник у хво! iз дерев с. звичайно! становить 4341 ккал/кг.
Теплотворна здаттсть деревини штродукованих видiв е бшьш ста-бiльною i незначно змшюеться вiд комля до верхiвки. Дещо нижчою теплотворною здаттстю характеризуються деревина сосни жорстко!, зокрема забо-лонна, яка розмiщена у верхнш частинi стовбура (4278 ккал/кг).
Характерним також е те, що ядрова деревина у всiх видiв характеризуеться дещо вищою теплотворною здаттстю, порiвняно iз заболонною деревиною (табл.). Також варто вщзначити, що тд час спалювання просмолених шишок чи деревини, за нашими даними, теплотворна здаттсть тдвищуеться до 5558-6596 ккал/кг. На нашу думку, саме наявтсть смоли i пояснюе дещо вищий показник теплотворно! здатносп ядрово! деревини, порiвняно з вщпо-вiдними показником заболонно! деревини.
Теплотворна здаттсть рiзних видiв палива мае широк межi. Наприк-лад, для мазуту теплотворна здаттсть становить близько 10000 ккал/кг, для яюсного кам'яного вугшля - 7000 ккал/кг тощо. Чим вище теплотворна здаттсть палива, тим воно цiннiше, тому що для отримання пе! ж кшькосп тепла
Науковий вкник НЛТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.15
його n0Tpi6H0 менше. Для порiвняння теплово! цшносп палива застосо-вуеться загальна одиниця вимiру. Як таку одиницi прийнято паливо, що мае теплотворну здатнють 7000 ккал/кг. Ця одиниця називаеться умовним пали-вом [3, 13].
За даними вчених, теплота згоряння одинищ маси абсолютно сухо! де-ревини становить 19,6-21,4 МДж/кг (4682-5111 ккал/кг), для сосни зви-чайно! - 20,59 МДж/кг (4918 ккал/кг). Також дослщники вiдзначають, що як-що деревина хвойних мае тдвищену смолистiсть, то теплота !! згоряння буде вищою [2-4]. Теплота згоряння кори, як вщзначають вченi, переважно щен-тична деревинi вiдповiдно! породи [3]. Проте, за даними А.В. Житкова, теплота згоряння кори з дерев сосни звичайно!, яку визначали дослщним шляхом, становить 21,9 МДж/кг (5230 ккал/кг), а розрахунковим шляхом -23,3 МДж/кг (5565 ккал/кг) [7].
Таким чином, доцшьно звернути увагу на вщносно високу теплотворну здатнiсть не лише деревини, але i кори, хво! та шишок, як традицшно вва-жають вiдходами i безпосередньо спалюють на лiсосiках пiд час рiзних видiв рубок. На наше глибоке переконання, такий безгосподарний тдхщ не вщпо-вiдае шляху комплексного та ефективного використання люових ресуршв. Тому надалi необхiдно забезпечити безпосередньо !х використання для отри-мання додатково! теплово! енергп на мюцевому рiвнi. Окрiм цього, було б також доцшьним запропонувати використовувати цю сировину для виготов-лення рiзних видiв твердого штучного палива.
Л1тература
1. Андршчук 1.В. Ефектившсть використання альтернативних паливно-енергетичних ре-сурав в регюш (на приклад1 1вано-Франювсько! обласп) : автореф. дис. на здобуття наук. сту-пеня канд. екон. наук: спец. 08.10.01 - "Розмщення продуктивних сил i репональна економ1-ка" / 1.В Андршчук. - Льв1в, 2006. - 17 с.
2. Божок О.П. Деревинознавство с основами люового товарознавства / О.П. Божок, 1.С. Вштошв. - К. : Вид-во НМК ВО, 1992. - 320 с.
3. Боровиков А.М. Справочник по древесине / А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1989. - 296 с.
4. Вштошв 1.С. Деревинознавство / 1.С. Вштошв, 1.М. Сопушинський, А. Тайшшгер. -Льв1в : РВВ УкрДЛТУ, 2005. - 256 с.
5. Гомонай В.В. Погляд на виробництво твердого бюпалива з деревних вщход1в // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2009. -Вип. 19.3. - С. 113-117.
6. Гондурак В. Кер1вництво щодо використання деревно! бюмаси для вироблення енергп для Карпатського регюну / В. Гондурак, В. Ласкаверський, В. Мащенко, I. Войнович, С. Шульженко. - К. : Вид-во "Наука", 2001. - 55 с.
7. Житков А.В. Утилизация древесной коры / А.В. Житков. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1985. - 136 с.
8. Закон Укра!ни "Про альтернативш джерела енергп" вщ 20.02.2003 р., № 555-IV ¡з зм> нами вщ 25.09.2008 р. // Вщомосп Верховно! Ради Укра!ни, 2009. - № 13. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.zakon2.rada.gov.ua/laws/show/555-15.
9. Коржов В.Л. Значення бюмаси дерев у процес оптим1зацп енергетичного балансу Укра!ни / В.Л. Коржов // Науков1 пращ Лю1вничо! академп наук Укра!ни : зб. наук. праць. -Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2008. - № 6. - С. 20-24.
10. Максим1в Ю.В. Напрями розвитку альтернативних джерел енергп: акцент на твердому бюпалив1 з деревно! бюмаси / Ю.В. Максим1в // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. на-ук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 20.8. - С. 106-115.
11. Передерш Н.О. Формування ринку альтернативних джерел енергп з бюмаси в Укра-im : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. екон. наук: спец. 08.00.03 - "Економжа та управлiння нащональним господарством" / Н.О. Передерiй. - К., 2009. - 19 с.
12. Програма по оргашзаци виробництва та використання мюцевих поновлювальних ви-дiв палива. - К., 2009. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.govuadocs.com.ua.
13. Уголев Б.Н. Испытания древесины и древесных материалов / Б.Н. Уголев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1965. - 251 с.
14. Biomass Energy - Focus on Wood Waste. Energy Efficiency and renewable Energy. -U.S. Department of Energy, July 2004. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.eere.energy.gov/femp/pdfs/bamf_ woodwaste.pdf.
Юськевич Т.В., Данчевская О.В. Теплотворная способность древесины, коры, хвои и шишек интродуцированных видов сосни
Наведены показатели массовой теплотворной способности древесины, коры, хвои и шишек интродуцированных видов сосни (сосны Банкса, сосны Веймутова, сосны жесткой, сосны чёрной), которые произрастают в лесных насаждениях Западного региона Украины. Установлено, что наивысшей теплотворной способностью обладают шишки с деревьев сосны Веймутова, а также коры и хвои с деревьев сосны Банкса.
Ключевые слова: интродуцированные виды сосны, теплотворная способность, древесина, кора, хвоя, шишки.
Yuskevyck T. V., Danchevska O.V. Calorific value of wood, bark, needles and cones of introduced species of pine
In the article sight calorific value of wood, bark, needles and cones of introduced species of pine (jack pine, white pine, pitch pine, austrian pine) at conditions of Western Ukraine. Found that the highest calorific value of cones of white pine and the bark and needles of jack pine.
Keywords: introduced species of pine, calorific value, wood, bark, needles, cones.
УДК 621.86.063 Доц. Б.Я. Бакай, канд. техн. наук -НЛТУ УкраТни, м. Львы
ОСНОВН1 ПРИНЦИПИ РОЗРОБЛЕННЯ АНАЛ1ТИЧНО1 МОДЕЛ1 ПРОЦЕСУ ЗАХОПЛЮВАННЯ Л1СОМАТЕР1АЛ1В ГРЕЙФЕРОМ МОБ1ЛЬНО1 НАВАНТАЖУВАЛЬНО1 МАШИНИ
Розглянуто 1 дослщжено процес захоплювання круглих люоматер1ал1в грейфером мобшьно! навантажувально! машини. Представлено навантаження, яке виникае у грейфер! шд час захоплення круглих люоматер1ал1в. Пщтверджено перспектив-шсть моделювання стержнево! системи з зосередженими включеннями в розподше-ну масу, утворену круглими люоматер1алами, застосовуючи ¡мпульсш функци 1-4 порядив.
Ключовг слова: грейфер, круга люоматер1али, навантажувальна машина.
Вступ. Одним iз важливих напрямiв тдвищення рiвня мехатзацп i впровадження ресурсозбереження на люових складах е тдвищення ефектив-ност виконання розвантажувальних, сортувальних, штабелювальних i вщ-вантажувальних робгт, а також подачi круглих лiсоматерiалiв на спецiалiзова-ш потоковi лшп, яю формують весь комплекс транспортно-складських та розвантажувально-навантажувальних робгг [1, 2].
Ддвищення ефективностi виконання транспортно-складських та роз-вантажувально-навантажувальних робiт дае змогу виршити цiлий комплекс господарських задач: тдвищити рiвень механiзацi! лiсоскладських робiт до 100 %, пiдвищити статичне навантаження на вагон на 11-17 %, скоротити час
