LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

про те, що критерієм Гухмана не слід нехтувати, адже він сильно впливає на критерій Нусельта в першому періоді сушіння.

Нами проведено порівняння взаємозв'язку інтенсивності сушіння з інтенсивністю випаровування вологи з поверхні матеріалу в першому періоді, тобто отримано співвідношення виду

, (8)

а також значення цих співвідношень для різних режимів сушіння деревини.

На основі теоретичних досліджень процесів конвективного сушіння нами запропоновано універсальний критеріальний метод визначення тривалості сушіння тонких пиломатеріалів і плоских листових матеріалів при конвективному підведенні теплоти, що дозволяє його успішно використовувати для розрахунку часу сушіння як тарних дощечок, фанери, так і лущеного, струганого шпону та картону.

На основі рівнянь теплового балансу, які описують процеси конвективно-радіаційного сушіння деревини, із врахуванням кінетики нагрівання та сушіння, а також методів варіації сталих Лагранжа, отримано рівняння, що відображає характер зміни температури об'єкта сушіння. Це дозволило отримати математичну модель з метою використання її для конвективно-радіаційних сушильних установок. Запропоновано шляхи врахування променевих потоків в конвективних сонячних сушарках з допомогою радіаційного критерію

, (9)

а також критерію безрозмірної температури И.

Часткова прозорість деревини щодо проникнення інфрачервоних променів на певну глибину матеріалу викликає поглинання променевої енергії на певній глибині, тобто на поверхні тіла і в його середині буде діяти джерело теплоти, яке буде розподіленим по окремих зонах і в часі. У зв'язку з чим, визначення температурних полів на основі кінетики процесу сушіння із врахуванням динаміки тепломасоперенесення в об'єкті сушіння, на основі рівняння перенесення тепла в процесі комбінованого конвективно-радіаційногои сушіння, отримано рівняння для визначення температури поверхневих шарів матеріалу

, (10)

де

; (11)

. (12)

Це дозволило запропонувати графоаналітичний метод визначення температури в першому періоді.

Четвертий розділ присвячено методиці досліджень тепломасообмінних характеристик процесів сушіння деревини. Описано методи дослідження процесів тепломасообміну й розкрито зв'язок між тепло-і вологообміном, який показує , що загальне розв'язання задач процесу сушіння полягає в інтегруванні відповідної системи рівнянь перенесення тепла і маси як в самому матеріалі, так і в середовищі, що оточує об'єкт сушіння.

Розглянуто методи дослідження коефіцієнта вологообміну, як одного з основних потенціалів масоперенесення. Зокрема, для періоду постійної швидкості сушіння коефіцієнт вологообміну, віднесений до різниці вологовмістів на поверхні матеріалу в критичній точці UП.КР і рівноважного Uр, визначається за формулою

, (13)

а для періоду падаючої швидкості сушіння

м/с. (14)

Величина критичного вологовмісту визначається як

. (15)

На основі розгляду фізичної суті критичного вологовмісту в процесі комбінованого (конвективно-радіаційного) сушіння запропоновано методи дослідження критичного вологовмісту та наведено формули для його розрахунку на основі експериментальних досліджень кінетики сушіння деревини. Проаналізовано вплив окремих факторів на величину критичної вологості, потенціалу вологопровідності, а також встановлено причини їх зміни для любої системи капілярів і різних параметрів (коефіцієнта поверхневого натягу, густини рідини, режимів сушіння, визначального розміру матеріалу і т.п.) та запропоновано способи експериментального дослідження. Розглянуто методологічні аспекти побудови графічних залежностей для графоаналітичних способів розв'язання вологопровідності.

Незважаючи на значне відображення розв'язання багатьох питань теорії і практики сушіння шпону, розкриття специфічних особливостей і фізичної суті існуючих способів його сушіння, наявності аналітичних формул для визначення часу сушіння в стрічкових та роликових сушарках, дихальних пресах і розроблених раціональних конструкціях сушильних установок, нами наведена методика побудови кривих сушіння, кривих швидкостей сушіння та визначення на їх основі швидкості сушіння в першому періоді й коефіцієнта сушіння в другому періоді, що дозволяє вивчити коефіцієнти складного конвективно-радіаційного тепло-і вологообміну та потенціалу вологопровідності на основі кривих сушіння і температурних кривих, отриманих для процесів сушіння в стрічковій сопловій конвективно-радіаційній сушарці.

Виконання сформульованих задач зумовило необхідність як вдосконалення існуючих методів досліджень і обробки експериментальних даних, так і розробки нових пристроїв, а також вирішення специфічних задач, пов'язаних з вибором форми та розмірів досліджуваних взірців, схем сушіння і т.п. З метою зменшення попередніх експериментів проведено теоретичне обґрунтування розроблених раніше методик досліджень тепломасообмінних характеристик, що дозволило, в кінцевому результаті, використати та узагальнити наявну в науково-технічній і нормативній літературі інформацію та підвищити ступінь достовірності власних експериментальних досліджень тепломасообмінних процесів.

Велика кількість сонячних днів в році для різних регіонів України вказує на перспективу успішного використання теплової енергії сонячного випромінювання, як відновлюваного та екологічночистого нетрадиційного джерела тепла, для сушіння пилопродукції. Одним із шляхів цього дешевого джерела енергії є використання теплоакумулюючих речовин (солей-кристалогідратів), які при нагріванні, переходячи в рідкий стан, поглинають пряме та розсіяне сонячне випромінювання, а за відсутності останнього, охолоджуючись та поступово кристалізуючись, виділяють теплову енергію, що була затрачена на розплавлення солей. Наведено методику дослідження теплоакумулюючих властивостей та порівняльну характеристику найбільш вигідних для сушіння деревини солей-кристалогідратів.

В п'ятому розділі наведено результати експериментальних досліджень впливу режимів сушіння на коефіцієнт вологопровідності для різних порід деревини, коефіцієнта вологообміну та критичну вологість деревини.

Для деревини, як сильно розсіювального матеріалу, характерні такі особливості:

1) сильне розсіювання і недостатнє поглинання в області спектра 0,76...2,5 мкм із значним проникненням (до кількох міліметрів) променів (наслідком сильного розсіювання є велика відбивальна здатність деревини).

2) середнє розсіювання й поглинання в діапазоні хвиль 3,0...5,5 мкм, де оптичні властивості деревини й води проявляються однаковою мірою.

3) слабе розсіювання та сильне поглинання в області хвиль 6...15 мкм.

Залежно від технологічного призначення теплового процесу можна зробити висновок, що з метою прогрівання перед склеюванням або гнуттям деревини слід використовувати „світлі" генератори інфрачервоного випромінювання, а для сушіння – „темні" випромінювачі (l>3,0 мкм). Адже часткова прозорість деревини буде призводити до поглинання падаючого випромінювання в межах поверхневого шару кінцевої товщини. У зв'язку з цим поверхневий шар буде ефективно представляти собою