LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Науково-технічні основи конвективно-радіаційного сушіння деревини

поєднання оптичних, терморадіаційних та термодинамічних характеристик деревини з її тепломасообмінними характеристиками, що забезпечать підвищення ефективності енергоспоживання та використання нетрадиційних джерел теплової енергії.

Завдання досліджень. Для досягнення мети було необхідно:

  • провести аналіз теоретичних досліджень процесів конвективно-радіаційного сушіння деревини;

  • встановити взаємозв'язок між тепло- і масообміном;

  • на основі температурно-вологісних полів деревини розробити узагальнений теоретичний (критеріальний) та інженерний (практичний) методи розрахунку тривалості сушіння тонких пило- і листових матеріалів;

  • дослідити кінетику сушіння шпону в конвективно-радіаційній сопловій стрічковій сушарці;

  • дослідити критичний вологовміст у процесі конвективного та конвективно-радіаційного сушіння деревини;

  • обґрунтувати використання методів спектральної оптики для діагностики та прогнозування інтенсивності протікання тепломасообмінних процесів;

  • розробити методи розрахунку параметрів променевого теплообміну та отримати залежності для оцінки стану поляризації в деревині;

  • розробити теоретичні засади використання матричних методів для моделювання та розрахунку променевого теплообміну;

  • розробити технічні основи проектування геліосушарок для створення екологічно чистих та енергоощадних технологій сушіння деревинних матеріалів;

  • дати рекомендації щодо вдосконалення існуючих та створення нових конвективних і сонячних сушарок.

Об'єктом дослідження є механізм процесів конвективно-радіаційного сушіння деревини.

Предметом дослідження є проведення комплексних фундаментальних досліджень зв'язку оптичних властивостей деревини з механізмом процесу конвективно-радіаційного сушіння та створення енергоощадних конструкцій сушарок.

Методи дослідження. Для аналізу технологічних процесів сушіння та розподілення температурно-вологісних полів у деревині в процесі конвективно-радіаційного сушіння використано такі основні методи досліджень:

  • графоаналітичні та аналітичні методи визначення тривалості сушіння деревини та листових матеріалів;

  • методи термодинаміки незрівноважених процесів;

  • методи теорії тепломасоперенесення й тепломасообміну;

  • методи оптичної діагностики для оцінки температурних полів і оптичних властивостей;

  • фізико-математичні методи моделювання променерозсіювальних полів у сушарці і стану поляризації випромінювання;

  • методи математичної статистики для опрацювання експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі:

  • встановлено, що деревина, як селективно світлорозсіювальний матеріал, при інфрачервоному опроміненні представляє собою багатошарову комплексну систему з вибірково поглинальних і розсіювальних "вологих" та "сухих" областей з різними оптичними (терморадіаційними й спектроскопічними) властивостями при різних режимах та умовах опромінення;

  • встановлені закономірності перенесення монохроматичного та інтегрального випромінювання в системах зі змінними оптичними властивостями дозволили обґрунтовано вибрати тип і параметри генератора (джерела випромінювання) залежно від технологічної мети теплового процесу;

  • вперше розроблено: універсальний (критеріальний) та інженерний методи визначення тривалості сушіння тонких пиломатеріалів і листових матеріалів; теоретичні засади використання оптичної діагностики стосовно прогнозування інтенсивності тепломасообмінних процесів і контролю напруженого стану деревини в процесі сушіння;

  • для створення теоретичних основ вперше застосовано комплексний підхід: "джерело енергії – середовище – об'єкт сушіння", що дало можливість розв'язати проблему створення екологочистих і енергоощадних технологій сушіння;

  • показано шляхи використання базових параметрів генератора випромінювання щодо інтенсивності сушіння;

  • вперше запропоновано шляхи використання матричних методів для оцінки стану поляризації з метою дальшого контролю напруженого стану деревини;

  • використавши явище виділення теплоти при кристалізації солей і для забезпечення безперебійної роботи геліосушарок (в похмуру погоду та в нічний час), підібрано склади солей-кристалогідратів, як акумуляторів сонячного випромінювання;

  • теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що основними показниками, які визначають та характеризують інтенсивність сушіння, є термодинамічні властивості, критична вологість, коефіцієнт вологопровідності;

  • підтверджено технологічний пріоритет отриманих автором результатів патентами на винаходи способів та пристроїв контролю та регулювання фізико-механічних властивостей деревини, конструкцій сонячних сушильних камер.

  • розроблено новий спосіб визначення і пристрій для контролю напружено-деформівного стану деревини та деревинних листових матеріалів (держ. пат. № 97031298, № 97031299) і конструкцій геліосушарок (№200302114 та №200302115).

Практичне значення одержаних результатів полягає у реалізації досліджень у вигляді інженерних методів, алгоритмів для розрахунку і прогнозування процесів конвективно-радіаційного сушіння зі змінними потенціалами тепломасоперенесення, які є базою для прогнозування інтенсивності сушіння та підставою для розробки й вдосконалення раціональних та енергоощадних як технологій, так і сушильних установок. Практичну цінність роботи представляють нові типи обладнання для використання сонячної теплової енергії в процесах сушіння деревини, розроблені методи визначення тривалості сушіння тонких пило- і листових матеріалів, параметрів променевого теплообміну в процесі сушіння, які є базою для проектування нових конструкцій камер та створення на їх основі енергоощадних технологій сушіння.

Результати дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі НЛТУУ при читанні таких дисциплін: "Основи аеродинаміки і тепломасообміну", "Теплові процеси деревообробки", "Теплові процеси у виробництві деревино-композиційних матеріалів", "Технологія сушіння і захисту пиломатеріалів".

Результати теоретичних та експериментальних досліджень зв'язку внутрішнього протікання механізму процесу сушіння в деревині із параметрами зовнішнього тепломасообміну впроваджено для розробки нових і корекції існуючих режимів сушіння деревини й деревинних листових матеріалів на Бродівському меблевому підприємстві „Явір", підприємствах лісогосподарського об'єднання „Волинь ліс" та ВАТ „Брюховицький ДОК".

Ступінь достовірності та обґрунтованості наукових положень, сформульованих у роботі. Наукові положення дисертації, результати досліджень, висновки та рекомендації мають достатню обґрунтованість та достовірність. Вони забезпечуються коректністю і відповідністю розроблених наукових положень отриманим результатам, доведенням адекватності запропонованих фізико-математичних моделей, а також відповідністю результатів аналітичних та експериментальних досліджень. Отримані результати не перечать основним положенням науки,