LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення вогнезахисту деревини глибоким просоченням антипіренами на основі електрогідравлічного ефекту

осцилограм струму при ємностях 0,05 і 1 мкФ показало, що у першому випадку період згасання в три рази більше, величина амплітуди на

28 % менша, а розряд протікає фізично у 2 етапи, так як другий імпульс має більший період згасання і амплітуду, рівну близько 1/3 амплітуди другого імпульсу. У другому випадку виходить розряд з крутим фронтом і з коротким періодом згасання.

Для забезпечення потрібної технологічності при глибокому просочуванні дерев`яних конструкцій вогнезахисними матеріалами найбільш сприятливі

імпульси при ємностях 1-10 мкФ. Зростання напруження приводить до росту амплітуди струму при тому ж періоді згасання. Рекомендуються режими з напруженням 25-30 кВ і ємністю 5...6 мкФ. Частота розрядів не повинна перевищувати 10-15 розр./с. Найбільш оптимальна – 0,3-5 розр./с. Оптимальна величина основних розрядних проміжків 2...8 мм, при напруженні 25-30 кВ.

Виходячи з вищевикладеного були вибрані електричні параметри розрядного контуру установки та її основні технологічні характеристики для просочення 1дм2 деревини:

Розрядне напруження............................ 25-30 кВ

Тривалість імпульсу.............................. 10-50 мкс

Електрична ємність............................... 0,3-1 мкФ

Кількість розрядів................................. 80-100 розр.

Величина розрядного проміжку............... 2-8 мм

Величина формуючого проміжку............. 10-30 мм

Споживальна енергія............................. 1,7-2,5 кДж

Час просочення.................................... 20-30 хвил.

Для здійснення глибокого просочення ДК, які мають протяжну або плоскосну конфігурацію у роботі обгрунтований спосіб просторового розташування серії розрядних проміжків ЕГ-установки над обробляємою конструкцією з урахуванням її конфігурації.

У третьому розділі у комплексній постановці проведені теоретичні дослідження процесів імпульсного просочення деревини вогнезахисними засобами. В основу теоретичних досліджень була покладена спеціально розроблена математична модель процесів упровадження просочуючої рідини у пористі структури, характерні за своїми властивостями деревині, під впливом серії імпульсів тиску.

Для математичного опису досліджуємого процесу просочення деревини були прийняті наступні припущення:

  • просочуєма деревина представлялася у вигляді пористого тіла;

  • процес просочення деревини описується законами фільтрації;

  • розподілення тисків на зовнішньому боці просочуємої деревини вважається заданим, на внутрішньому боці використовуються умови непротікання (рівність нулю нормальної до межі компоненти швидкості);

  • просочуєма рідина вважається нестискаємою ньютонівською рідиною.

    У роботі було показано, що у випадку, коли на поверхні обробляємої дерев`яної заготовки створюється рівномірний тиск, завдання зводиться до одномірного (рис.1).

    Рис. 1 – Розрахункова модель

    Якщо взяти, що у початковий момент напір рідини у деревині дорівнює нулю, а на зовнішній поверхні (Х=О) змінюється за законом:

    (1)

    де h(x,t) – п`єзометричний напір; ;

    > 0 – постійна; 0,5 < < - показник ступіня,

    а на зовнішній поверхні (Х= ) виконується умова: h ( , t ) = 0, то у цьому випадку поставлене завдання було описане наступним нелінійним рівнянням:

    (2)

    з граничними та початковими умовами виду:

    0< х < , t > 0, h (х,0) = 0, h (0, t) = h0(t), h ( , t ) = 0, (3)

    де (4)

    l – пористість деревини, k – проникність деревини просочувальною рідиною, g - прискорення сили ваги, m - в`язкість просочуючої рідини, r - щільність просочуючої рідини.

    Для розрахунку змін розподілення п`єзометричного напору за глибиною просочуємого зразка з часом при прикладанні серії імпульсів тиску, а також визначення глибини просочення та маси поглинутого деревиною розчину антипірена був використаний метод чисельного моделювання, суть якого полягає в тому, що рівняння (2) записувалося у різній формі та вирішувалося на

    кожному часовому кроці методом прогонки з ітераціями. Ітераційний процес продовжувався до тих пір, поки в усіх вузлах грат не досягся наперед заданий огріх рахунку в 1 %.

    Аналіз показав, що втручання просочуємої рідини у деревину представляє собою складний процес, який залежить від багатьох факторів, основними з яких є:

  • фактори, які характеризують об`єкт просочення;

  • фактори, які належать до просочуючого складу;

  • фактори, які впливають зовні.

    До першої групи факторів належать фактори, пов`язані з різницею видів деревини та їх властивостями по відношенню до просочення, яке характеризується коефіцієнтами пористості l і проникності k.

    До другої групи належать фактори, які характеризують просочуючі властивості впроваджуємого у деревину вогнезахисного складу – його в`язкість та щільність.

    Зовнішні впливаючі фактори об`єднують у собі амплітудно-тимчасові характеристики імпульсу тиску (максимальний тиск Рм та тривалість імпульсу tи), число впливаючих імпульсів диску n, а також інтегральний параметр – енергія, витрачена на просочення W.

    Аналіз нормативної документації і інструкцій, регламентуючих процес просочення ДК показав, що на сьогодняшній день немає однозначного нормованого параметру, визначаючого критерії глибокого просочення деревини. У роботі в якості цих параметрів узагальнено були вибрані глибина проникання ВЗЗ у деревину (d) та питома вага ВЗЗ, який проник у просочуєму деревину (m).

    Вперше на основі розробленої математичної моделі у комплексній постановці були проведені поглиблені дослідження процесів проникнення просочуючої рідини у деревину в умовах впливу імпульсних тисків з урахуванням впливу на ці процеси основних факторів і були установлені основні їх закономірності.

    Оцінка характеру імпульсного просочення деревини різних сортів показала, що при інших рівних умовах більш щільні сорти деревини потребують при однаковій глибині просочення менш питомої ваги просочуваємої рідини. Також було встановлено, що для більш щільних сортів деревини, які мають менше значення узагальнюючого коефіцієнту l/k, процес просочення можна здійснювати при інших рівних умовах на більшу глибину, ніж для менш щільних сортів при зниженні маси просочувальної рідини (рис.2).

    а) б)

    Рис. 2 – Залежність глибини просочення (а) та питомої маси просочувальної рідини (б) від впливаючих факторів (n = 100)

    1 – Pm = 100 атм; 2 – Рm = 300 атм; 3 – Рm = 650 атм;

    4 – Рm = 1000 атм; 5 – Рm = 1500 атм.

    Четвертий розділ дисертації присвячений експериментальним дослідженням процесів просочення деревини антипіренами на підставі електрогідравлічного ефекту.

    В межах виконання даної роботи проведення комплексу експериментальних досліджень повинні були вирішити наступні основні завдання:

    а) визначення значень відсутніх базових параметрів, необхідних для реалізації чисельних розрахунків для теоретичного дослідження імпульсного просочення деревини;

    б) підтвердження у якості критерію достовірності результатів, проведених теоретичних досліджень процесів просочення деревини на основі ЕГ-ефекту, а також адекватності розробленої математичної моделі цим процесом;

    в) доповнення, уточнювання та розширення області теоретичних досліджень, які в силу обмеженості математичної моделі та прийнятих


  •