LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності конвективного сушіння пиломатеріалів (на прикладі умовного матеріалу)

середньої вологості матеріалу. Весь діапазон зміни вологості при атмосферному сушінні умовно розділено (за аналогією з камерним сушінням) на інтервали – ступені: відповідно, зміна вологості від W0 до 40% - перший ступінь, другий ступінь 40





Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

Слід відзначити, що середні значення швидкості атмосферного сушіння змінюються в 5,6...8,0 разів. Апроксимацію експериментальних залежностей представлено формулами, які наведено на рис.2.

Використовуючи формулу для визначення тривалості сушіння (низькотемпературний процес), але розв'язуючи її відносно коефіцієнта вологопровідності, можна отримати його розрахункову величину

, (11)

де - загальна тривалість атмосферного сушіння, год.

Значення коефіцієнта вологопровідності в процесі атмосферного сушіння змінюється в доволі незначних межах (близько 20%), що дає можливість усереднити отримані результати. Отже, середнє значення коефіцієнта вологопровідності деревини сосни в процесі атмосферного сушіння становить см2/с. Цю величину значення коефіцієнта вологопровідності рекомендується приймати при визначенні тривалості атмосферного сушіння, коли відомі значення.

У четвертому розділі наведено методику дослідження та аналіз результатів камерного сушіння пиломатеріалів. Реалізація розширеної план-матриці повного факторного експерименту показала, що у відповідності з

Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

рівнянням регресії (12), збільшення температури середовища (кодове позначення – Х1) і психрометричної різниці (кодове позначення – Х2) зменшують загальну тривалість процесу сушіння. Більший вплив (в 1,46 рази) на зменшення тривалості сушіння має величина психрометричної різниці. На рис.3. зображено криві сушіння, а на рис.4 – криві швидкості сушіння для одноступеневого режиму.


Рівняння регресії для досліду має вигляд

. (12)

Розглянемо той же дослід, але у вигляді функціональної залежності. Реалізація розширеної план-матриці цього експерименту дозволила вивести відповідне рівняння регресії

. (13)

Із рівняння регресії (13) видно, що збільшення температури та психрометричної різниці збільшують швидкість сушіння. Більший вплив (в 3,9 рази) на швидкість сушіння має психрометрична різниця. Збільшення температури середовища від tc=40C до tc=80C, коли психрометрична різниця (Dt=const) залишається постійною, збільшує швидкість сушіння лише на 10...15%.

Таким чином, в процесі дослідження камерного сушіння пиломатеріалів було проведено три серії дослідів сушіння: одноступеневе з рівноважною вологістю Wp=11,7% і температурою середовища tc=400C та tc=800C; одноступеневе сушіння з рівноважною вологістю Wp=4,8% і температурою середовища tc=400C та tc=800C; двоступеневе сушіння з перехідною вологістю W=15%. Отже, перший ступінь від початкового значення Wп до 15% з параметрами середовища tc=600C і Wp=10,4% та другий ступінь від W=15% до Wк =8% з параметрами середовища tc=800C і Wp=4,8%. За всіма серіями дослідів визначались кінетичні характеристики процесу сушіння та зміни фізичних властивостей деревини.

Криві сушіння та криві швидкості сушіння для двоступеневого режиму зображено на рис.5. Розподіл вологості за товщиною матеріалу зображено на рис.6.

У першій серії дослідів одноступеневого камерного сушіння (коли Wр=11,7% ) виявлено, що із збільшенням температури середовища з tc=400C до tc=800C, коефіцієнт сушіння зменшується від до, тобто в 1,04 рази, що практично можна вважати незмінним.

У другій серії дослідів одноступеневого камерного сушіння (коли Wр=4,8%) виявлено, що із збільшенням температури середовища з tc=400C до tc=800C коефіцієнт сушіння зростає від до, тобто в 1,285 рази.

Узагальнюючи результати третьої серії дослідів двоступеневого камерного сушіння (коли на першому ступені Wp=10,4%, а на другому - Wp=4,8%) отримаємо коефіцієнти сушіння, середнє значення яких для першого ступеня становить, а для другого ступеня. Порівнюючи значення коефіцієнтів сушіння для першого і другого ступеня, бачимо, що на першому ступені коефіцієнт сушіння в 1,51 рази є більшим, ніж на другому. Для двоступеневого сушіння середня швидкість сушіння становить

.

Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден


Середнє значення коефіцієнтів вологопровідності для першого ступеня становить, а для другого ступеня. Зі збільшенням температури середовища при сушінні від tc=400C до tc=800C коефіцієнт вологопровідності зростає в середньому на 28%. Отримані дані величин вологопровідності можна використати для розрахунку тривалості сушіння пиломатеріалів хвойних порід (сосна, ялина, ялиця, кедр) та для подальших теоретичних досліджень, наприклад, під час визначення коефіцієнта вологовіддачі (b).

За експериментальними даними розподілу пошарової вологості та швидкості сушіння отримано значення коефіцієнта вологовіддачі в кінці атмосферного сушіння () та на початку () і в кінці камерного досушування (). Таким чином, коефіцієнт вологовіддачі в кінці атмосферного та на початку камерного сушіння відрізняється в 5,6...5,7 разів. Далі коефіцієнт вологовіддачі зменшується й в кінці камерного сушіння є майже в 2,2 рази менший, ніж на початку процесу. Отримані коефіцієнти вологопровідності (а') та вологовіддачі (b) можна використовувати для вдосконалення методики інженерних розрахунків в залежностях (1...7), що збагачує теорію сушіння.

В процесі проектування нових і реконструкції існуючих сушильних цехів деревообробних підприємств неодмінно виникає потреба в техніко-економічному обґрунтуванні технології сушіння та вибору обладнання. Визначимо величину економії теплової енергії за рахунок комбінації атмосферного та камерного сушіння. Якщо висушувати соснові пиломатеріали (за експериментальними даними) від середньої початкової вологості 81,3% до 22,4% атмосферним способом, а далі – камерним до Wк=8%, то під час атмосферного сушіння видаляється 247,4 кг, а під час камерного сушіння 60,5 кг вологи з 1м3 деревини. Для випаровування 1кг вологи із деревини хвойних порід потрібно витратити від 4000 до 6000 кДж теплової енергії залежно від режиму сушіння, типу і конструктивних особливостей сушильного обладнання та системи