CC BY
17
2. Визначальний вплив на гiдравлiчний onip сепаратора мае npocTip, який poзмiщений нижче вiд вихлопно! труби.
3. Збшьшення значення глибини занурення вихлопно! труби циклона приводить до зростання його гiдpавлiчнoгo опору.
4. Ефективтсть процесу очищення noвiтpя в pазi зростання значення h3 тдвишуеться до певного значення, характерного для кожно! окремо! конструкци апарата, niсля чого починае знижуватися.
Характер залежнoстi гiдpавлiчнoгo опору циклона вiд значень висоти цилшдрично! частини i глибини занурення вихлопно! туби залежить вiд конструкци циклона i може бути як лшшним, так i квадратичним. Вш не залежить вiд швидкост потоку noвiтpя у вхiднoму патрубку, але залежить вiд висоти цилшдрично! частини апарата.
Л1тература
1. Лютий С.М. Моделювання руху частинки деревного пилу в циклонах з фшьтруваль-ною зовшшньою стшкою / С.М. Лютий, Л.О. Тисовський, А.В. Ляшеник // Машинознавство -Льв1в : Вид-во "Проба-Р", 2005. - № 8. - С. 42-44.
2. Побудова математично! модел1 для задач1 про рух пов1тря в циклош / Л.О Тисовський, Л.М. Дорундяк, А.В. Ляшеник та ш. // Всеукра!нський науково-техшчний журнал ППП 2 (28), 2010. - С. 57-62.
3. Циклони в деревообробнш промисловосп : монограф1я / С.М. Лютий, Л.О. Тисовський, Ю.Р. Дадак, А.В. Ляшеник. - Льв1в : Редакщя журналу "Укра!нський паачник", 2009. - 148 с.
4. Банит М.И. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов / М.И. Банит, А.Д. Мальгин. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1979. - 351 с.
5. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха / А.И. Пирумов. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1981. - 296 с.
6. Ter Linden A. Investigation into cyclone Dust Collectors / A. Ter Linden // Proc. Inst. Mech. Eng., 1949. - P. 160-233.
Ляшеник А.В., Тисовский Л.О., Дорундяк Л.М., Дадак Ю.Р. Влияние высоты цилиндрической части и глубины погружения выхлопной трубы на характеристики циклона
Исследовано влияние геометрических размеров цилиндрической части циклона и глубины погружения выхлопной трубы на основные эксплуатационные характеристики аппарата на основе теоретических и экспериментальных исследований. Сравнены полученные результаты с известными теориями пиловловлення.
Lyashenyk A.V., Tysovskyy L.O., Dorundyak L.M., Dadak Yu.R. About influence of height of cylinder part and depth of immersion of an exhaust pipe on descriptions of cyclone
The basis of theoretical and experimental research of influence of geometric dimensions of the cylindrical cyclone and depth of immersion to the main exhaust pipe performance vehicle described in this paper. Comparison of results with known theories of dust collecting are shown in this paper. _
УДК 674.048 Доц. Ю.М. Губер, канд. техн. наук; асист. Ж.Я. Гуменюк;
В.В. Стародуб - НЛТУ УкраХни, м. ЛьвЬв
ЗАКОНОМ1РНОСТ1 ЗМ1НИ Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ ВЛАСТИ-ВОСТЕЙ ДЕРЕВИНИ АКАЦП В ПРОЦЕС1 ПРОПАРЮВАННЯ
Наведено методику та результати експериментальних дослщжень змши фiзико-мехашчних властивостей деревини акацп в процеС пропарювання. Отримано мате-
матичш та графiчнi залежностi змiни фiзико-механiчних властивостей деревини акаци вiд тривалост процесу пропарювання.
Вступ. До 1950-х роюв на деревообробних шдприемствах деревину шддавали тшьки процесу сушшня. Але на цей момент вже було вщомо, що найпростший споЫб зменшення вологост 1 екстрагування деяких речовин, як мютяться в кштинах деревини, полягав у пропарюванш деревини. Дослщ-ники, як працювали в галуз1 деревообробки кра!н СНД, вивчали здебшьшого змшу деяких мехашчних властивостей деревини шсля сушшня. Вплив теплового оброблення (пропарювання) на ф1зико-мехашчш властивост деревини бшьш докладно вивчали заруб1жш вчеш. Це зокрема роботи Б. Гонета [1], С. Николова, А. Райчева та Н. Делшсю [2, 3] та шших вчених. Наприклад, Е { L. Plath [4] дослщжували морфолопчш змши в деревиш шд час пропарювання. Потр1бно зазначити, що х1м1чш змши, яю вщбуваються в деревиш шд час пропарювання е дуже складними { потребують окремого дослщження.
Технолопчною метою обробляння деревини парою е: надання особли-вих властивостей (змша характеристик кольору); знищення комах { гриб1в; полегшення деяких операцш трансформаци (згинання деревинних матер1ал1в, лущення та стругання). Бшьша частина деревини, яка обробляеться парою, експортуеться в кра!ни СС (у Шмеччину, Швейцарда, Ггалда), де попит на деревину певно! кольорово! гами набагато бшьший, шж в Укра!ш. Шд-приемства проводять пропарювання деревини здебшьшого з метою змши за-барвлення деревини та вир1внювання кольору за об'емом пиломатер1ал1в 1з збереженням И еколопчность Таку деревину широко використовують у ви-робнищв мебл1в та паркету.
1нтенсившсть забарвлення залежить вщ задано! температури { трива-лост пропарювання. Так, наприклад, для деревини акацп кол1р може змшю-ватися вщ зеленувато-жовтого, зеленувато-Ырого або зеленувато-бурого до темно-коричневого, внаслщок чого забарвлення стае бшьш р1вном1рним. Од-шею 1з причин пропарювання деревини е отримання под1бносп зовшшнього вигляду продукцн, тобто можливють використовувати недороп породи, як замшники бшьш цшних порщ. Сьогодш деревина акаци, оброблена парою, може стати замшником черешш та низки екзотичних порщ.
Однак, вщомо, що тривала д1я високих температур призводить до зменшення мщносл деревини { так показники варто враховувати у подаль-шому використанш таких пиломатер1ал1в.
Мета дослвджень. Метою цих експериментальних дослщжень е вста-новлення законом1рностей впливу тривалост процесу пропарювання на низку ф1зико-мехашчних властивостей деревини акаци.
Експериментальна установка та подготовка зразкiв для проведен-ня процесу пропарювання деревини акацп. Експериментальш дослщження процесу пропарювання деревини акаци проводили у виробничих умовах ТзОВ "МЛ" (м. Кривий Р1г). На цьому шдприемств1 використано установку для пропарювання, розроблену авторами, це металевий автоклав довжиною 6 м, { д1аметром 2,2 м (рис. 1, 2).
Технолопчний процес пропарювання розпочинали 1з завантаження автоклаву. В автоклав завантажували деревину, сформовану у штабель, в якому
заготовки укладали без шпацiй на прокладках. Деревина акаци була свiжо-розпиляною i мала початкову вологiсть бiльше шж 30 %, що забезпечувало штенсивну змшу кольору деревини.
Рис.1. Промислова установка Рис. 2. Паровий котел в склад/
для пропарювання деревини установки для пропарювання деревини
Шсля завантаження автоклаву кришку герметично закривали i подавали пару в середину автоклаву. Пара розподшялася рiвномiрно за об'емом автоклава за допомогою парових труб, на яких розмщено отвори для виходу пари з кроком 150 мм. Для отримання пари використано паровий котел марки РИ-5М-1 з продуктивною 200 кг пари/год, тиском 4 бари i температурою насичено! пари до 140 оС. Як паливо в котельнш установцi використано де-ревнi вiдходи, а саме стружку та тирсу. У цш установщ також вимiрювали температуру та тиск пари. Технолопчний процес пропарювання проходив в автоматичному режимь Керування процесом пропарювання здшснювали за допомогою пульта керування, який знаходився в примщет котельш. До сис-теми керування було шдключено комп'ютер для запису та збер^ання шфор-маци про хщ технологiчного процесу.
У процес проведення експериментiв використовували заготовки деревини акаци довжиною 300 мм, шириною 90 мм i товщиною 25 мм. Заготовки випилювалися iз сировини одте! парти з метою забезпечення наближено од-наково! вологост у всiх зразках.
Пропарювання деревини акаци у виробничих умовах здшснювали за температури 100 оС протягом 192 год. Кожш 24 год процесу пропарювання виймали партда заготовок кшьюстю 50 шт., на яких надалi проводили визна-чення мщшсних характеристик. Пiсля проведення процесу пропарювання заготовки висушували до вологост 12 % та розпилювали на дослщт зразки.
Методика проведення експериментальних дослвджень з визначен-ня мщносп деревини на статичне згинання впоперек волокон. Випробу-вання проводили вщповщно до стандарту ГОСТ 16483.3-84 на зразках у фор-мi брусюв квадратного перерiзу 20x20 мм i довжиною 300 мм. Розмiщення рiчних шарiв було паралельним однiй парi площин. Зразки вимiрювали по се-рединi довжини за допомогою штангенциркуля з точшстю до 0,1 мм. Ширину зразка b вимiрювали за радiальним напрямком, а висоту h за тангенщаль-ним напрямком, при цьому b i h зазначали на заготовцi.
Для експерименту було вибрано триточкову схему випробування. Зра-зок клали симетрично на двi опори так, щоб зусилля було спрямоване по до-
тичнш до рiчних кiлець. Навантаження подавали згори через шж з радiусом заокруглення крайки 30 мм (рис. 3).
ГГ|
язо
'-1 р^-
гм 1 1 120 ,! Г N
1' > 1. ^ 1 1 240 т
300
Рис. 3. Схема випробовування деревин и на статичне згинання впоперек волокон
Випробування проводили до повного руйнування зразка, тобто до часу, коли навантаження буде максимальним. Мщшсть на статичне згинання впоперек волокон визначали за формулою
3 • Р • 1
1 ШЯ^ (1)
а=-
2 • Ь • к2 '
де: Ршах - максимальне навантаження, Н; Ь - ширина зразка, мм; к - висота зразка, мм; 1 - вщстань мiж опорами, мм. Результати дослщження мщносп пропарено! деревини акаци на статичне згинання впоперек волокон наведено у табл. 1.
Табл. 1. Середш значення результатiв до^дження мiцностi пропарено'1
Час пропарювання, год а, МПа
0 168,6
24 167,7
48 160,0
72 156,7
96 157,6
120 148,8
144 135,6
168 135,6
192 119,3
На рис. 4 представлено експериментальш даш мщносп пропарено! деревини акаци на статичне згинання впоперек волокон.
Методика проведення експериментальних дослвджень з визначен-ня величини ударно'1 в'язкост деревини. Випробування проводили вщпо-вiдно до стандарту ГОСТ 16483.4-73 на зразках у формi брусюв квадратного перерiзу 20x20 мм i довжиною 300 мм. Зразки вимiрювали по середиш дов-жини за допомогою штангенциркуля з точшстю до 0,1 мм. Ширину зразка Ь вимiрювали за радiальним напрямком, а висоту И за тангенцiальним напрям-ком. Випробування зразюв проводили на маятниковому молот марки МК-10, запас енергi! якого становить 100 Дж. Зразок розташовували у нижнш части-нi молота на опорах таким чином, щоб удар головки маятника був спрямова-ний впоперек волокон по дотичнш до рiчних кiлець (рис. 5).
о
сн
ы с
250,00
| Ё 200,00 pq
К
* "а-
X а S
Й 150,00
U
к ff S
fe н и к
»C
н о
"5
3
я
X s ta о
Он
о ч
X §
о §
ее
100,00
50,00
0,00
1
► 1 1 4 1 1 * < ►
> ► > ► ¡ f ■ • II
► i > '
0
24
4В 72 96 120 144 168 192 Час пропарювання, год
Рис. 4. Експериментальш дат M^Hoemi пропареног деревини акаци на статичне згинання впоперек волокон
Шсля удару за шкалою маятникового молота вщраховували роботу, поглинуту зразком шд час його руйнування. Ударну в'язюсть обчислювали за формулою
Ь
A--
b ■ h
(2)
де: Ь - робота, виконана шд час руйнування зразка деревини, Дж; Ь - ширина зразка, см; И - висота зразка, см. Результати дослщження ударно! в'язкост пропарено! деревини акаци зведено у табл. 2.
На рис. 6 представлено експериментальш даш ударно! в'язкост пропарено! деревини акаци.
Табл. 2. Середш значення результатiв до^дження ударно! в 'язкостi пропарено! деревини акаци
Час пропарювання, год А, Дж/см2
1 2
0 24,01
24 167,7
48 25,55
72 27,56
96 29,35
120 29,80
144 30,63
168 31,37
192 32,57
пропарювання
Рис. 6. Експериментальш дат ударно! в^язкост1 пропарено! деревини акаци
Методика проведення експериментальних дослвджень з визначен-ня твердосл деревини за методом Роквелла. Статичну твердють деревини визначали на зразках розмiром 25x50x50 мм. Випробування проводили шляхом вдавлювання сталевого пуансона, у виглядi конуса з кутом загострення при вершиш 120°, в тангенщальну поверхню (рис. 7).
Рис. 7. Схема проведення вимiрювання твердостi за методом Роквелла
Пуансон вдавлювали в тангенщальну поверхню. У цей же момент за шкалою твердомiра типу ТШ (рис. 8) визначали твердють матерiалу. Середш значення статично! твердост пропарено! акаци зведено у табл. 3.
Рис. 8. Твердомер типу ТШ
На рис. 9 представлено експериментальш дат статично! твердосл пропарено! деревини акаци.
пропарювання
Рис. 9. Експериментальш даш статично'1 твердостi пропарено'1 деревини акаци
Результати математичного оброблення експериментальних зна-чень мщшсних характеристик деревини акаци в процеа пропарювання.
За результатами проведено! математичного оброблення даних отримано таю залежностп
мщтсть на згинання впоперек волокон: а = 173,32 - 0,243т МПа; ударна в'язшсть: А = 0,0464 т + 23,929 Дж/см2;
статична твердшть: Н = 66,412 - 0,0905 т в одн. шкал. А, де т - тривалшть пропарювання деревини акаци за температури 100 °С, год Висновки:
1. Змшною величиною тд час проведення експерименту прийнято трива-лють пропарювання. Вихщними величинами е значення м1цтсних характеристик деревини акаци, а саме м1цтсть на статичне згинання впоперек волокон, ударна в'язюсть, статична твердють в тангенщальному напрямку.
2. Збшьшення тривалост пропарювання зменшуе мщтсть на статичне згинання деревини акаци. Максимальне значення мщност спостертаеться у непропарених заготовках, а мшмальне - у заготовках, як пропарювали-ся 192 год. Зменшення мщност на статичне згинання у кшщ процесу становить 29 % (з 168 МПа до 119 Мпа).
3. Збшьшення тривалост пропарювання збiльшуe ударну в'язкють деревини акацiï. Максимальне значення мiцностi спостерiгаeться у заготовках, яш пропарювалися 192 год, а мшмальне - у заготовках, як не пропарю-вали. Збiльшення ударноï в'язкост у кiнцi процесу становить 35 % (з 24,01 Дж/см2 до 32,57 Дж/см2).
4. Збiльшення тривалост пропарювання зменшуе статичну твердiсть в тан-генцiальному напрямку деревини акаци. Максимальне значення твердости спостер^аеться у непропарених заготовках, а мшмальне - у заготовках, як пропарювали 192 год. Зменшення статичноï твердостi у кiнцi процесу становить 24 % (з 66 в одн. шкал. А до 50,26 в одн. шкал. А).
5. За результатами проведеноï математичного оброблення отримано таю за-лежност мщтсних характеристик вiд тривалостi пропарювання деревини акаци за температури 100°С:
• а = 173,32 - 0,243 т, МПа;
• A = 0,0464 т + 23,929, Дж/см2;
• Н = 66,412 - 0,0905 т, в одн. шкал. А, де т - тривалiсть пропарювання деревини акаци за температури 100°С, год.
6. Оскшьки пропарет заготовки деревини акаци використовують для виго-товлення паркету, важливим е збереження ïx хороших фiзико-меxанiч-них властивостей. Порiвнявши отриманi показники тсля процесу пропарювання акацiï з показниками деревини дуба, яка не проходила теплового оброблення, виявлено, що вони залишаються вищими. Мщтсть на статичне згинання впоперек волокон непропарених заготовок дуба становить вщ 108 МПа до 68 МПа, а середне значення мщност на статичне згинання акаци, яка пройшла процес пропарювання становить 119 МПа, що е ютотно вищим вщ показнишв дуба. Середнiй показник ударноï в'яз-костi пропарено!" акаци 35 Дж/см2, а показники дуба - 69-79 Дж/см2. Твердють деревини дуба поступаеться твердост пропарено1' деревини акаци. Отже, пропарена деревина акаци може ефективно використовува-тися в паркетному виробнищш, оскiльки пiсля пропарювання вона набу-вае вiдповiднi колiрнi характеристики i при цьому збер^ае сво1' фiзико-меxанiчнi властивостi.
Лггература
1. Gonet B. Der Einflus des Dampfens auf die Eigenschaften von Rotbuchenholz / B. Gonet. -Holztechnologie, 1973. - № 2.
2. Николов С. Влияние на пропарването вьрху пльтността и твьрдостта на буковата и смьрчовата дьрвесина / С. Николов, Н. Делински, В. Паулов // Дьрвообр. и мебелна пром., 1981. - № 2.
3. Николов С. Изменение на дьрвесината при пропарване / С. Николов, Н. Делински. -София : Вид-во "Техника", 1985. - 174 с.
4. Plath E. Dampfen von Rundholz / E. Plath, L. Plath. 1. Mitt.: Papier-chromatografische Untersuchungen uber das Dampfen von Rotbuche. - Holz als Roh- und Werstoff, 1957. - № 2.
5. Вштошв 1.С. Деревинознавство : навч. поабн. - Вид. 2-ге, [доповн.] / 1.С. Вштошв, 1.М. Сопушинський, А. Тайшшгер. - Львiв : Вид-во "АпрюрГ1, 2007. - 321 с.
6. ГОСТ 16483.3-84 (СТ СЭВ 390-76). Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе. Статус: действует. Текст документа: присутствует. - М. : Государственный комитет СССР по стандартам. - 7 с.
7. ГОСТ 16483.4-73 от 01.07.1984 (текст интегрирован в текст или описание стандарта). Другие ГОСТы. ГОСТ 16483.6-80. Древесина. Метод отбора модельних деревьев и кряжей для определения физико-механических свойств древесины насаждений. - М. : Государственный комитет СССР по стандартам. - 6 с.
ry6ep W.M., ryMeHWK Cmapody6 B.B. 3aK0H0MepH0cra H3MeHe-hhh ^H3HK0-MexaHHnecKHx cbohctb gpeBeciiHbi aKauiin b npouecce npona-piiBaHiin
nphbegehh metoguka h pe3y.nbtatbi экспeрнмeнтa.пbhbiх hconegobahhh h3mehe-hha ^h3hko-mexahhneckhx cbohctb gpebecuhbi aкaцнн b прoцeссe nponapubahha. no-nynehh matematuneckue h rpa^uneckue 3abhchmocth h3mehehha ^h3hko-mexahunec-khx cbohctb gpebechhbi aкaцнн ot g^hte^bhocth npo^cca nponapubahua.
Huber Yu.M., Humenyuk Zh.Ya., Starodub V.V. Regularities of physical-mechanical change of robinia pseudoacacia wood properties in the steaming process
Methodology and results of experimental investigations of physical-mechanical change of Robinia pseudoacacia wood in the steaming process are provided. Mathematical and graphic dependences of physical-mathematical properties change of Robinia pseudoacacia wood of the steaming process duration are received.
УДК 674.053:621.92.001.53 Доц. Ю.1. Озимок, канд. техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Льв1в
МЕТОДИКА ТА РЕЗУЛЬТАТЕ ДОСЛДЖЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТ1 ОХОЛОДЖЕННЯ НОЖА П1Д ЧАС ЗАГОСТРЕННЯ
Запропоновано методику дослщження продуктивности охолодження ножа пщ час загострення багаточашковим абразивним шструментом. Результати дослщження показали ефектившсть загострення дереворiзальних ножiв цим шструментом без водяного охолодження.
Ключов1 слова: шж, абразивний шструмент, круг, охолодження, повггряний потш, анемометр, загострення.
Високояюсне загострення дереворiзальних ножiв залежить вщ режим-них факторiв процесу загострення. Вони повинш забезпечити заданi кутовi параметри рiзальних поверхонь, необхiдну гостроту леза та вщсутшсть заво-ро^в, завусениць, шлiфувальних трiщин, вищербин та шших дефектiв.
Одним iз важливих факторiв процесу загострювання ножiв е охолодження. Пщ час ще! технологiчно! операцi! в зону шлiфування необхiдно по-давати мастильно-охолоджувальну рщину (МОР). Це призводить до усклад-нення конструкцi! ножезагострювального верстата, збшьшуе витрату абра-зивних кругiв i т. iн.
Дослiдження iнтенсивностi повiтряного потоку пiд час загострювання ножа здшснювали суцiльним абразивним кругом та багаточашковим абразивним шструментом (рис. 1) [1].
Замiри величини тиску i продуктивност мережi виконували на дшян-ках з розмiщенням мiрних перерiзiв на вiдстанi не менше шести гiдравлiчних дiаметрiв за мюцем збурення потоку i не менше двох гiдравлiчних радiусiв перед ним. Поперечний перерiз повiтропроводу, в якому проводяться вимь рювання швидкостi, розбиваеться на рiвновеликi кiльця, i вимiрювання проводяться по двох взаемно перпендикулярних дiаметрах у чотирьох точках кожного кшьця (рис. 2).
