CC BY
18
Зростання штенсивносл сушшня, зменшення загально! його тривалос-тi, наявнiсть перiоду мехатчного витiснення пояснюеться тим, що при однш i тiй самiй юлькосп вологого вугiлля, яке припадае на одиницю площi перфо-ровано! перегородки, iз зменшенням розмiру частин шару збшьшуеться по-верхня контакту фаз (поверхня сушшня), зменшуються розмiри м^отрщин заповнених водою, i вiдповiдно !х дифузiйний опiр, що призводить до нез-начного в часi другого умовного перюду.
Зростання рiвномiрностi структури шару, при зменшенш розмiру частин, незважаючи на високу початкову волопсть, зумовлюе штенсивне ме-ханiчне витшнення, а потiм винесення вологи. 1з наведених результатiв дос-лiджень видно, що процес сушшня вугшля у щшьному шарi згiдно з кшетич-ними, технологiчними i економiчними показниками стае ефектившшим iз зменшенням фракцшного складу. Однак, для повно! оцшки обезводнення ву-гiлля, необхiдно врахувати i гiдродинамiку процесу, що, в кшцевому резуль-татi, дозволить обгрунтовано розробити технологiю сушiння. Потрiбно мати на уваз^ що гiдродинамiка та кшетика сушiння полiдисперсного шару вугш-ля буде дещо вiдрiзнятись вщ гiдродинамiки та кiнетики обезводнення окре-мих фракцiй, що враховано, виходячи iз результатiв дослiджень як окремих фракцiй, так i загально! фракци.
Лiтература
1. Муштаев В.И. Сушка дисперсных материалов. - М.: Химия, 1988. - 352 с.
2. Ханык Я.Н. Фильтрационная сушка плоских проницаемых материалов. - Диссертация доктора техн. наук - Львов. - 1992. - 401 с.
УДК 674.047 Acnip. А.1. Мацыав1 - УкрДЛТУ
ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНО1 ЕНЕРГП ДЛЯ СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Розглянуто можливють застосування енерги сонячного випромшювання для сушшня деревини, проведено аналiз лггературних джерел i конструкцiй гелюсушарок.
Doctorate A.I. Matskiv - USUFWT About use solar energy for drying timber
In article the possibilities of use energy of solar radiation for timber drying, parsed references and solar kiln design have been considered.
Сушшня деревини e найбшьш енерго]шстким процесом деревооброб-ки. Тому особливо перспективними e дослвдження, спрямоваш на пошуки но-вих енергоощадних способiв сушшня, одним з яких e сушшня деревини з ви-користанням сонячно! енерги.
До перших спроб використання енерги сонячного випромшювання для сушшня деревини слвд ввднести дослiдження К. Швальбе i Ю. Бартельса
1 Наук. кер1вник: доц. 1.М. Озарюв, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
2. Тепломасообмшш процеси в деревообробнш галуз1
115
[1] (Шмеччина, 1933 р.). За перiод з квггня по липень було висушено ялиновi i сосновi круглi лiсоматерiали дiаметром 26 см до вологосл 14...15 % в гель осушарщ i до 23...29 % пiд навком. Е. Альтенкiрх [2] описуе гелюсушарку, в якiй боковi стiни були заповнен дешевим сорбентом. У дослвдженнях, прове-дених у 1937 р., було висушено торф, сшьськогосподарсью продукти i пило-матерiали. Автор зазначае, що взимку пиломатерiали були висушен до 15 % в сушарщ i до 22 % пiд ввдкритим навiсом, а влiтку кiнцева волопсть сягала нижче10 %.
Активш дослiдження з використання сонячно! енерги для сушiння де-ревини були розпочат в 60-х роках в США. Зокрема, К. Джонсон [3] описуе гелюсушарку, в якш приввд вентилятора для циркуляци повiтря здшснювався вiд вiтряка. У цiй сушарщ було висушено пиломатерiали вишнi товщиною 25 мм вiд вологостi 16 до 8 % i дуба тк! ж товщини вiд 60 до 6 % протягом 52 дшв у теплий перiод року.
Цей досввд став поштовхом у проведенш широкого спектру дослвд-жень як у тротчних, так i в помiрних широтах. Вiд того часу було побудова-но близько 300 гелюсушарок рiзних конструкцiй у рiзних клiматичних умо-вах, частина яких залишилась дiючою до тепершшх днiв. Варто вiдзначити значний внесок Медконсько! лаборатори лiсових продуктiв у розв'язант проблеми використання енерги сонця в процес сушiння деревини (Е. Вен-герт, В. Сiмпсон та ш.) [4-6].
Щодо сонячного сушшня пиломатерiалiв в европейських умовах, то в Оксфордi (Англiя, 1977 р.) [7] було побудовано гелюсушарку, в якш дубовi пиломатерiали товщиною 50 мм висушувались ввд вологостi 70 % до 12 % протягом 5-ти мкящв, а попередньо атмосферно висушеш таю ж пиломатерь али висихали ввд вологосл 32 % до 15 % за 9 тижшв.
А. Шнайдер [8] поввдомляе, що за перюд з травня по вересень 1978 р. в умовах прсько! Бавари (Кмеччина) було проведено дослвдне сушiння яли-нових бруив перетином 40x40 мм. При атмосферному сушшш кiнцева волопсть становила 15.9, 16.7 i 19.5 %, а в сушарцi ввдповвдно - 7.1, 9.4 i 7.7 %.
У Чехословаччинi [9] в 1979 р. для сушшня дубових пиломатерiалiв товщиною 50 мм було використано систему зовшшнх сонячних колекторiв. Матерiал вiд початково! вологостi 64 % до кшцево! 20 % висихав за 43 дш, а при атмосферному сушшш за цей же перюд - тшьки до 33 %. Коло Варшави (Польща, 1981 р.) [10] було побудовано двi гелюсушарки, в яких сосновi пи-ломатерiали вiд вологостi 15 % до 8.4 % було висушено за 7 дшв.
Дослвдження, проведен I. М. Озарювим [11] (УкрДЛТУ), довели до-цiльнiсть використання гелюсушарок для сушшня деревини хвойних порвд в ктматичних умовах Украши. Зокрема, тривалiсть сушiння умовного матерiалу до транспортно! вологостi влiтку не перевищувала 10 дiб, а взимку - 16 дiб.
За конструктивним особливостями гелюсушарки можна подшити на двi групи:
• тепличного типу (рис. 1) - це сушарки рамно! конструкци, стiни i дах у яких виконаш з прозорого матерiалу зi вбудованими в них колекторами, вир!зня-ються простотою конструкци експлуатацп, але мають значнi тепловтрати;
116
Сучаснi теоретичнi розробки в деревообробному i меблевому виробництвах
• сушарки з добре iзольованою сушильною камерою i окремо встановленими сонячними колекторами (рис. 2), складно'1 конструкций дорогi в експлуатаци, мають незначш тепловтрати.
Рис. 1. Загальний вигляд гелюсушарки тепличного типу
Прозоре покриття
Камера " — Повпрепроводи
Рис. 2. Загальний вигляд гелюсушарки з зовшшнжи колекторами На основi анамзу результатiв використання сонячно'1 енерги в процесi сушiння деревини i конструкцiй гелiосушарок можна сформулювати таю переваги i недолiки сонячного сушiння (табл. 1).
Табл. 1. Переваги i недо.ики сонячного сушмня деревини
Переваги
Недолки
1. Використання необмеженого вщновлю-вального i еколопчно чистого джерела енерги.
2. Менша тривалiсть процесу сушiння (в 1.5-3 рази) i можливiсть отримання знач-но нижчо'1 кшцево! вологостi порiвняно з атмосферним сушiнням.
3. Кашталовкладення порiвняно з конвек-тивними камерними сушарками е менши-ми на 60. ..80 %.
4. Значно вища якiсть висушеного матерь алу порiвняно з атмосферним сушiнням, що досягаеться за рахунок ведення кон-трольованого процесу сушшня.
5. Простота у виготовленш й експлуата-
цй".
1. Залежнють вiд клiматичних i по-годних умов.
2. Вiдносно низькi температури су-шiння (30.40 °С) ь як наслiдок, у 1.5-3 рази повiльнiше сушiння порiв-няно з сушшням у конвективних су-шарках.
3. Додаткове використання електро-енерги для створення циркуляци повгг-ря.
4. Додаткове використання енерги для систем САР
Також необхщно зазначити, що використання дорогих матерiалiв (особливо гелiотермiчних колекторiв) оправдане тiльки для райошв з висо-ким рiвнем шсоляцп та при високому рiвнi щн на традицiйнi енергоносп.
2. Тепломасообмшш процеси в деревообробнiй галузi
117
Таким чином, огляд лггературних джерел показуе, що проблема ус-пiшного використання сонячно! радiацii в клiматичних умовах Украши до кiнця не розв'язана i вимагае подальших дослiджень, зокрема, для твердолис-тяних порiд, що важко висихають.
Лiтература
1. Schwalbe C. G., Bartels J. Die Trocknung von Rundhölzer// Zeitschrift für Forst- und Jagdwesen. - 1934. - Bd.75. - S. l-19.
2. Altenkirch E. Trocknungsanlage mit Ausnutzung der Sonnenenergie// VDI- Zeitschrift. -1938. - Bd.82. - S. 1347.
3. Johnson C. L. Wind-powered solar-heated lumber dryer// Southern Lumberman. - 1961, № 203. - P. 41-44.
4. Wengert E. M. Improvements in solar kiln design// Research Note FPL-0212. - Madison, WI. - 1971. - 10 p.
5. Wengert E. M., Oliveira L. C. Solar-heated, lumber dry kiln designs. - Blacksburg, VA: Department of Forest Products, 1980. - 72 p.
6. Simpson W. T., Tschemitz J. L. Performance of a solar/ wood energy kiln in tropical latitudes// Forest products journal. - 1989, № 1. - P. 23-30.
7. Plumptre R. A., Jayanetti D. L. Solar heated timber drying kilns. - Oxford: TRADA Technology Ltd., 1996. - 24 p.
8. Schneider A., Engelhardt F., Wagner L. Vergleichende Untersuchungen über die Freilufttrocknung und Solartrocknung von Schnittholz unter mitteleuropäischen Wetterverhältnissen// Holz als Roh- und Werkstoff. - 1979, № 37. - S. 427-433.
9. Koberle M. Trocknen von Schnittholz mittels kombinierten Heizung unter Verwendung von Sonnenenergie// Holzindustrie. -1982, № 2. - S. 42-43.
10. Popovska E. O suszeniu solarnym drewna// Przemysl Drzewny. - 1982, № 11. - S. 16-18.
11. Озаркив И. М., Басалыга Е. В. Применение нетрадиционного вида энергии для сушки древесины// Wood business. - 1997, № 4. - С. 21-22.
УДК 674.047 Доц. 1.М. Озаркв, канд. техн. наук;
доц. М.С. Кобринович, канд. фЬ.-мат. наук - УкрДЛТУ
АНАЛ1З ВЛАСТИВОСТЕЙ СОНЯЧНОГО ВИПРОМ1НЮВАННЯ В ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ ПРОЦЕСАХ СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Наведеш основш властивосп сонячного випромшювання як еколопчно чистого джерела енерги для сушшня деревини.
Doc. I. M. Ozarkiv, doc. M. S. Kobrynovich - USUFWT
The qualities of solar radiation analysis in technological processes of wood drying
The main qualities of solar radiation as ecological source of energy for wood drying are showed.
Традицшт методи отримання техшчних B^iB теплово! енерги, що ба-зуються на використанш вугшля, нафти i газу, вже не ввдповвдають сучасним вимогам науково-техшчного прогресу. KpiM того, вичерпання запаив цих ви-дiв палива i джерел енерги в Украш викликае необхвдшсть пошуку еколопчно чистих джерел теплово! енерги. У свою чергу, ввдпуск цш на енергоноси ввдкривае дуже перспективний напрям використання сонячно! енерги як в
118
Сучасш теоретичш розробки в деревообробному i меблевому виробництвах
