LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

терморадіаційними характеристиками, а закони випромінювання отримані для стану термодинамічної рівноваги, то з цієї точки зору сушильну камеру із огородженнями, які не пропускають теплові потоки, слід розглядати як замкнуту ізольовану систему, в якій знаходяться випромінюючі тіла. Це означає, що всі характеристики об'єкта сушіння, екранів або огороджень камери, оточуючого середовища повинні бути осередненими стосовно спектру застосованого випромінювача. Для інженерних розрахунків використовують, як правило, інтегральні терморадіаційні характеристики, які усереднені по 90%-му спектральному діапазоні енергії випромінювання, що дозволяє забезпечити достатню точність і одночасно скоротити трудомісткість розрахунків.








































































Патент №2003021114 Україна

Патент №2003021115 Україна

Рис.5. Геліосушарки




У зв'язку з цим, був проведений розрахунок густини випромінювання деревини на базі ЕОМ для різних спектральних діапазонів довжин хвиль, в результаті яких була встановлена залежність потужності конвективного та променевого потоку від температури.

Розглянуто основні принципи конструювання та розрахунку сонячних сушильних камер.

Крім того, наведена методика розрахунку надходжень від сонячного випромінювання, яка дозволяє визначити густину опромінення, конструкцію та розташування геліотермічних колекторів, габаритні розміри сушильної установки і т.п. Підібрані нами солі-кристалогідрати регламентують теплову потужність акумулюючої сонячної енергії і дозволяють спрогнозувати температурні поля в сушильній камері.

Аналіз власних експериментальних досліджень поляризаційних характеристик деревини, їх узагальнення та встановлення важливих, з практичної точки зору, особливостей та закономірностей їх зміни дозволили нам розробити оптичний метод і пристрій для контролю напружено-деформівного стану деревини в процесі сушіння.

Синтезовано модель і розроблено установку для прогнозування анізотропних поляризаційних характеристик (модулів зсуву екстремальних значень паралельної складової електричного вектора лазерного випромінювання при різних значеннях вологості). Показано, що для змінних значень вологості криві, незалежно від породи, які відображають цю залежність, мали свої екстремальні значення кута Брюстера. Встановлено, що показник заломлення випромінювання деревини коливається в межах 1,20...1,52 для ближньої інфрачервоної області спектра.



ОСНОВНІ ВИСНОВКИ І РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ


1. На даний час відсутній системний підхід до проблеми розроблення та практичної реалізації науково-обгрунтованих принципів, універсальних та надійних методів дослідження й взаємозв'язаних між собою кінетичних, динамічних та інших характеристик процесів внутрішнього і зовнішнього тепломасообміну, які відіграють важливу роль у вдосконаленні існуючих технологій та розробленні раціональних конструкцій сушильних камер. Обмеженість таких досліджень є одним із основних стримувальних факторів для раціонального вибору, обгрунтування та створення енергоощадних сушарок і технологічних режимів сушіння.

2. Проведено аналіз кінетики процесу сушіння і температурно-вологісних полів у процесах конвективно-радіаційного сушіння деревини, а також конструкцій геліосушарок.

3. Вперше, на основі проведення комплексних досліджень процесів конвективно-радіаційного сушіння за схемою: „джерело (генератор) теплової енергії – проміжкові середовище – об'єкт сушіння", розв'язано науково-технічну проблему ресурсозбереження, яка полягає у створенні енергоощадних й раціональних конструкцій сонячних сушильних установок, розробці теоретичних засад конвективно-радіаційного сушіння деревини, дослідженні механізму перенесення тепла й маси.

4. На основі дослідження процесів конвективно-радіаційного сушіння, вивчення розподілення температурно-вологісних полів в процесі конвективно-радіаційного сушіння обґрунтовано та вперше запропоновано для діагностики основних параметрів і прогнозування інтенсивності протікання тепломасообмінних процесів методи спектральної оптики. Показано, що використовуючи дані про спектрофометричні (коефіцієнти відбивання, пропускання й поглинання деревиною променів) та спектроскопічні (показники поглинання й розсіювання випромінювання) характеристики об'єкта сушіння, залежно від поставлених технологічних задач (прогрівання або сушіння матеріалу), необхідно регулювати розподіленням концентрації падаючої променевої енергії. Зокрема, з метою прогрівання деревини перед її склеюванням або гнуттям слід використовувати „світлі" генератори випромінювання; для інтенсифікації процесів сушіння тонких пило- і листових матеріалів (з метою зміни напрямку дії градієнта температури всередині матеріалу) також слід використовувати „світлі" генератори, максимум випромінювання яких припадає на діапазон хвиль 1,0...3,0 мкм. Для сушіння деревини великих товщин (більше 25 мм) слід використовувати „темні" генератори випромінювання (л>3 мкм).

5. Отримано математичні моделі, з допомогою яких можна розрахувати величину показника поглинання в умовах дифузного опромінення деревини і регламентувати глибину проникнення потоку променів в поверхневий шар, в якому проходять фазові перетворення.

6. Запропоновано системи диференційних рівнянь тепло- й вологоперенесення в процесі чисто конвективного та конвективно-радіаційного сушіння для параболоподібного та рівномірного початкового розподілення температури й вологовмісту, що дозволило отримати відповідні залежності для визначення величини фазового переходу, волого вмісту на поверхні та в центрі матеріалу, перепаду волого вмісту між поверхневими й центральними шарами, а також критичного волого вмісту. Отримано математичні моделі процесу конвективно-радіаційного сушіння деревини і розроблено універсальний критеріальний (теоретичний) і інженерний (практичний) методи розрахунку тривалості сушіння тонких пиломатеріалів.

7. Показано, що показники поглинання (mл) і розсіювання (ул) випромінювання деревиною, як об'єктом опромінювання, регламентують швидкість поширення електромагнітного випромінювання і не залежать від просторового розподілення густини потоку інфрачервоних променів, а визначаються оптичними властивостями структурних складових