CC BY
15
Л^ература
1. Ханык Я. Н. Фильтрационная сушка плоских проницаемых материалов: Дис. докт.техн.наук, - Львов, 1992. - 401 с.
УДК 674.047. Проф. П.В. Бглей, д-р техн. наук;
асист. 1.А. Соколовський - УкрДЛТУ
ВИЗНАЧЕННЯ ТРИВАЛОСТ1 ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ ОПЕРАЦ1Й ПРОЦЕСУ СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Наведено основш формули для розрахунку тривалост технологiчних операцш: початкового нагрiвання, сушiння деревини, тепловологообробок i кондицiонування.
Prof. P. V. Bilej, Dr.of Thechn. Sc., I.A. Sokolovsky - USUFWT
Determination of duration of technological operations of a lumber drying
process operations
Brought over basic formulas for lumber drying duration computation.
Тривалiсть камерного сушшня nraoMaTepiaaiB складаеться i3 суми тривалостей таких технолопчних операцiй: складання MaTepiMy в штабель Тф.ш, початкова тепловологообробка тпр (початковий nporpiB мaтepiaлy), сушшня за даним режимом тсуш, пpомiжнi тепловологообробки Тп.а, кондиць онування т, остигання камери то. Опишемо це формулою
Т = Тф.ш. + Тпр + Тсуш + Тп.о. + Тк + То • (1)
Укладання пиломатерЬалЬв у штaбeлi виконуеться ввдповвдно з КТМ (кepiвнi тeхнiчнi мaтepiaли) проведення камерного сyшiння деревини. Трива-лiсть укладання пиломaтepiaлiв у штабель залежить ввд емностi штабеля. Мiсткiсть камери розраховують за формулою:
Е = ibhnPo100^10, м3 , (2)
100 '
де: I, b, h - вiдповiдно довжина, ширина та висота штабеля; n - кшьюсть шта-
бeлiв у камера р0 - коeфiцiент об'емного заповнення штабеля.
во = РдРшРв ,
де вд, Рш, вв - вщповвдно коeфiцiенти заповнення штабеля по довжиш, шири-нi, висотi штабеля. При застосуванш стандартних прокладок (25x40 мм).
Р = S1 S1 + 25 '
де: Si - товщина мaтepiaлy, мм; У0 - об'емне всихання мaтepiaлy (залежить ввд pозмipiв мaтepiaлy, породи та кшцево! вологостi), визначаеться за формулою У0 = К0(30 - WK); WK - кiнцeвa вологiсть деревини).
УкраГнський державний лкотехшчний унiверситет
Продуктивнiсть операци по складанню пилопродукци в штабелi зале-жить вiд рiвня мехатзаци складальних робiт, розмiрiв пиломатерiалiв або заготовок i становить для деревообробних i меблевих пiдприeмств Пскл = 0,8...4,1 людино-годин на 1 м3 висушуваного матерiалу. Орieнтовно трива-лiсть операци по складанню пилопродукци в штабель можна визначити за формулою
-ТГ Е
Тскл - Пскл — , год, (3)
де п - кiлькiсть чоловш, зайнятих на складаннi штабелiв, чол.
Початкова тепловологообробка
Початкова тепловологообробка потрiбна для швидкого прогрiвання матерiалу перед сушшням. Вона вiдбуваeться пiд дieю сушильного агента ви-сокого ступеня насичення (близько 100 %) i тдвищено! температури. Процес нагрiвання ввдбуваеться без змiни агрегатного стану води в деревиш. Вва-жаеться, що процес тепловологообробки визначаеться тiльки двома явищами: теплообмiном з оточуючим середовищем та теплопровiднiстю деревини. Згiдно з КТМ з технологи камерного сушшня початковий про^в деревини рекомендуеться проводити в насиченому середовищi ф=100 % при початко-вiй вологостi деревини "п > Wтн, а при "п < Wтн вiдносна волопсть повiтря може бути меншою (ф = 90...98 %). Для створення додатнього градiента температури в процеи сушiння на першому ступет режиму температура середо-вища мае бути на 5...8 °С вище вiд першого ступеня, але не бшьше 100 °С.
1нтенсивний прог^в забезпечуеться впуском пари в камеру через зво-ложувальнi труби при включених калориферах, працюючих вентиляторах та закритих припливно-витяжних каналах.
В результата дослвдження початкового прорву в процесi сушiння деревини твердих листяних порвд, знайдена залежшсть тривалостi чистого наг-рiвання (без транспортного затзнення) вiд температури ^с) середовища, породи деревини (виражену через и густину - р), товщину матерiалу - 8, та по-чатково! вологосл деревини - "п.
Тривалiсть початкового прогмвання, iз врахуванням теплово! шерци матерiалу i камери (з обладнанням) визначають за формулою
тпр =т0 + А р 1сш 8п ^ "п • 10 3, год, (4)
де: А - коефвдент пропорцшноста, який враховуе одиницi вимiру величин: р - густина деревини, кг/м3; 1;с, оС; 8, мм; "п, %, т, п - коефщенти.
Сушшня деревини за обраними режимами
Ввд правильного вибору та дотримання режиму (тдтримання пара-метрiв середовища на заданому рiвнi залежно вщ стану матерiалу - його вологосл та внутрiшнiх напружень) залежать кiлькiснi i якiснi показники про-цесу сушiння. Таким чином, режим сушшня - виршальний фактор штенси-фжаци процесу i тдвищення якостi висушуваного матерiалу.
Безпосередньо вщ режиму сушiння залежать тiльки показники мщнос-тi матерiалу та збереження його фiзико-механiчних властивостей. Першi виз-
начаються в1дношенням гранищ м1цност1 деревини до максимальних напру-жень (критерш безпечносп режиму), а друп - р1внем 1 тривал1стю ди висо-ких температур на деревину в процес сушшня. Решта показниюв якосл сушшня залежать в1д структурно! будови деревини, правильного 1 своечасного проведення тепловологообробки, правильного формування штабел1в 1 прове-дення початкового прогр1ву. Найбшьш ефективними е таю режими, яю забез-печують високу яюсть сушшня, збер1гаючи показники мщноста1 шш1 ф1зичт властивоста, режими, в яких параметри середовища координуються станом матер1алу. В цьому випадку повшше враховуються особливоста будови 1 властивоста деревини, И густина, початкова волопсть, характер розподшу во-логоста за товщиною матер1алу.
Тривал1сть сушшня пиломатер1ал1в визначають, як суму тривалостей сушшня по кожному ступет. Для цього використовуемо графоаналггичний метод:
_ КЗ? Wп
т=салто^ ^ (5)
де: К - коефщент, який враховуе сшвввдношення одиниць вим1рювання; Ст -коефщент, який залежить в1д товщини матер1алу; а^ - коефщент вологоп-роввдноста при температур! змоченого термометра - 1т С - коефщент спо-вшьнення сушшня в штабелц Арц - коефщент реверсивноста циркуляци; Аф -коефщент, який залежить в1д ступеня насичення повггря на першому ступеш режиму.
Для бшьш точного визначення тривалост сушшня формулу (5) роз-кладають на три частини (по юлькосп ступешв стандартних режим1в сушш-ня). Для першого ступеня
2
т=^-т!^ рц *
а1 • 10
Для наступних ступешв ввдповвдно
( ^ - Wp ^
0,81-
Р1
Wк - Wp
к1 р1 у
658? I Wk - ТС
= Ст -б^^Арц lgI -!
V к р1
\
-1 Р1
(6)
(7)
Пром1жков1 тепловологообробки деревини
Проведення тепловологообробок дае змогу, кр1м збшьшення пластич-носта деревини 1 зменшення внутршшх напружень, значною м1рою вир1вня-ти температурне поле в камерь Таким чином, проведення пром1жних тепловологообробок дозволяе перюдично зшмати нагромаджеш напруження, збе-р1гати цшсшсть матер1алу в процес сушшня. Перюдичшсть проведення тепловологообробок залежить ввд особливостей будови деревини, розм1ру мате-р1алу та застосовуваних режим1в.
Для визначення тривалосл пром1жних тепловологообробок можна застосувати емшричш формули (за наявноста експериментальних даних) для окремих порвд.
т
УкраТнський дeржавний лiсотexнiчний yнiвeрситeт
Оpieнтовно тpивaлiсть пpомiжноï тепловологообpобки (тп0., годин) для товщин S1>20 мм можна визначити за фоpмyлою:
Тп.о. = a + bV(S1 - 20)3 , год (8)
де a, b - коефiцieнти фоpмyли, яю залежать вiд поpоди деpевини, швидкосп циpкyляцiï повiтpя.
Темпеpaтypy агента сушшня пpи тепловологообpобцi pекомендyeться пpиймaти на 3.. .8 °С бiльше вiд ввдповвдного (поточного) ступеня pежимy сyшiння, а пpи пеpеходi на вищий стутнь pежимy - за ïï темпеpaтypою. Вщ-носну вологiсть повiтpя пpиймaють ф=100 % за умови W>25 %, та Ф=92...97 % за умови W<25 %. Режими пpомiжноï тепловологообpобки ^о-понуеться пpоводити в пpоцесi сyшiння твеpдих листяних Mp^ товщиною 25.70 мм та хвойних rnp^ товщиною 50.70 мм.
Кшцева тепловологообробка
Кiнцевy тепловологообpобкy пpоводять для виpiвнювaння вологостi за товщиною мaтеpiaлy. В пpоцесi конвективного сyшiння е завжди пеpепaд вологостi (потенцiaл вологопеpеносy) по товщинi мaтеpiaлy. В кшщ пpоцесy вологiсть повеpхневих шapiв (Wn0B) е близькою до piвновaжного стану (тобто, Wn0B~Wp), а вологiсть центpaльних шapiв може бути (в 2...З paзи i бiльше) вищою шж повеpхневих. Експлуатувати таку деpевинy як мaтеpiaл небезпеч-но - неpiвномipнiсть pозподiлy вологостi по пеpетинy може позначатись на якоста готових виpобiв.
Тpивaлiсть кiнцевоï тепловологообpобки залежить ввд поpоди деpеви-ни, товщини, сеpедньоï кiнцевоï вологостi мaтеpiaлy - Wk, вологостi повеp-хневих i ^в^альних шapiв, пapaметpiв сеpедовищa. Оpieнтовно тpивaлiсть
кiнцевоï тепловологообpобки можна визначити за фоpмyлою:
-—, гоД, (9)
WnoB
де: В - коефiцieнт, який залежить ввд поpоди i товщини мaтеpiaлy; Wц, Wn0B -ввдповвдно вологiсть центpaльних i повеpхневих шapiв деpевини.
Кондишонування
Для виpiвнювaння вологоста окpемих дощок (заготовок) у штaбелi тс-ля сyшiння пpоводять кондицюнуючу обpобкy пpи темпеpaтypi останнього ступеня pежимy i вiдноснiй вологостi повпря, яка забезпечуе досягнення piв-новажно'1 вологостi деpевини. Тpивaлiсть кондицiонyвaння можна визначити за фоpмyлою:
Tk = CkWkS? 10-3, год , (10)
де: Ск - коефiцieнт, який вpaховye поpодy деpевини (нaпpиклaд, для бука i клена Ск = 0,36); Wk - сеpедня кшцева волопсть мaтеpiaлy, % абс.; S1 - тов-щина мaтеpiaлy, мм.
Кшцеву тепловологообpобкy та кондицiонyвaння доцшьно об'еднати
тк = АkWkS?^ 10-3, год. (11)
V WnoB
Тривалiсть цих тепловологообробок була знайдена opieHTOBHO. Для бшьш точного визначення тpивалoстi тепловологообробок необхвдно врахо-вувати теплoвi та шерцшш характеристики сушильних камер, параметри се-редовища, poзмipи i властивоста матеpiалу, швидкiсть циркуляци агента су-шiння та iншi фактори.
Тpивалiсть остигання камери визначаеться за формулою
То = a(tм -1ко )pSm, (12)
де: tM - температура матеpiалу в кшщ процесу сушiння, °С; tK0 - кшцева температура остигання в камер^ °С; а, m - пoстiйнi кoефiцieнти.
УДК 621.396.6+697.685.8 Асист. В.Б. Фаст - НУ "Львiвська полiтехнiка"
МОДЕЛЬ ПОВ1ТРОВОДУ ПОСТ1ЙНОГО ПЕРЕТИНУ ДЛЯ ШАФ СУШ1ННЯ 3 ПОДАЧЕЮ ПОВ1ТРЯ У ПРОТИЛЕЖН1 ТОРЦ1
Запропонована математична модель аналiзу витрат повiтря, за умови його непе-рервнiй роздачi вздовж гранi повiтроводу при подачi повiтря у протилежнi торцi.
Assist. V.B. Fast - NU "Lvivs'ka Politekhnika"
Model of air duct with constant cross-section for dryers with air provision into opposite end faces
A mathematical model for air expenditures in the air duct is proposed. A case for continuous air distribution along the air duct side under air provision into opposite end faces is discussed.
У процес проектування технолопчного обладнання для сушшня pi3-них MaTepiMiB, в тому чи^ й дерева, виникае проблема ан^зу витрат повгт-ря вздовж рiвномiрно перфоровано'! грат повигророзподшьних пристро!в. Дана задача знайшла свое ртення для повiтроводiв, у яких один торець заглушений, а у ввдкритий торець подаеться повгтря. Проте часто трапляються ви-падки, коли ефективнiше здшснювати подачу теплоносiя у протилежнi торщ короба. Тодi вiн працюватиме у режимi пiдвищеного статичного тиску, а значить вектор швидкосп повгтря, що витiкае з отворiв, буде перпендикулярним до його граш, що забезпечить рiвномiрнiсть процесу сушiння по всш довжинi повiтроводу. Нинi, за наявносл математичного апарату аналiзу неперервних та дискретних витрат повгтря у коробах постшного перерiзу з одним заглу-шеним торцем [1], ввдсутш моделi, якi б давали змогу розраховувати витрати повiтря вздовж граш при зустрiчнiй подачi повiтря. Анатз вказаних повгтро-водiв здiйснюеться на основi фiзичного моделювання через складшсть математичного опису руху зустрiчних потокiв повiтря у коробi.
