Совершенствование центробежного способа пропитки лиственной древесины

• Автор: Григорьев, Глеб Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Е СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Пропитка как способ повысить эксплуатационные свойства древесины мягколиственных пород

1.2Л. Общие сведения о способах пропитки древесины

1.2.2. Центробежная пропитка древесины

1.3. Модели пропитки древесины жидкостью

1.4. ВЫВОДЫ ПО ЕЛАВЕ

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ МЯГКОЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

2.1. Общая часть

2.2. Математическая модель центробежной пропитки при нелинейном законе фильтрации пропиточной жидкости
2.3. Влияние параметра нелинейного закона фильтрации жидкости на кинетику центробежной пропитки древесины
2.4. Составление методики определения параметра нелинейного закона фильтрации пропиточной жидкости
2.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Общие положения
3.2. Аппаратура экспериментальных исследований

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.4. Методика обработки результатов экспериментальных исследований.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты экспериментальных исследований центробежной пропитки древесины мягко лиственных пород
4.1.1. Результаты экспериментальных исследований центробежной пропитки осины
4.1.2. Результаты экспериментальных исследований центробежной пропитки березы
4.2. Практические рекомендации по определению рациональных режимов работы и конструктивных параметров оборудования для центробежной пропитки мягколиственных пород древесины
4.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Пропитка древесины мягколиственных пород различными химическими соединениями как способ повысить ее эксплуатационные свойства нашла широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом [1], [2]. Известны различные способы пропитки древесины, среди них особый интерес представляет способ пропитки в поле центробежных сил. Этот способ отличается сравнительно низкой энергоемкостью [3], позволяет достичь высокой степени насыщения древесины жидкостью за короткое время [3], [4].
Исследованию и совершенствованию процесса центробежной пропитки древесины посвящено значительное количество научных работ. К настоящему времени разработаны технические решения по балансировке платформ центрифуг [5], [6], [7], позволяющие осуществлять на центрифугах пропитку достаточно длинных (до нескольких метров) образцов древесины. Проведены обширные экспериментальные исследования, касающиеся процесса насыщения древесины жидкостью; разрабатываются новые составы для пропитки древесины на основе синтетических и органических олигомеров, например [8], [9].
Вместе с тем, дальнейшее совершенствование процесса центробежной пропитки древесины требует более детальных исследований. Анализ литературных источников по теме работы показывает, что существующие на сегодняшний день модели пропитки древесины в поле центробежных сил описывают кинетику центробежной пропитки с позиции линейного закона фильтрации Дарси, то есть связь напора пропиточной жидкости и скорости движения фронта пропитки считается прямо пропорциональной. Однако на практике это справедливо далеко не при всех параметрах процесса пропитки и свойствах пропиточной жидкости, что подтверждено экспериментально [10], [11]. Модели, построенные на основании зависимостей, учитываю-

После получения выражений для гидравлического напора пропиточной жидкости для дальнейших расчетов необходимо задаться зависимостью, связывающей скорость фронта пропитки с напором.
Как показал анализ состояния вопроса по тематике центробежной пропитки древесины, точных сведений о характере связи гидравлического напора пропиточной жидкости и скорости фронта пропитки нет. Напротив, опубликованные экспериментальные данные противоречат друг другу. При этом пригодные для анализа и практического использования результаты получены только на основании реализации моделей движения пропиточной жидкости в древесном образце, построенных на положениях линейного закона фильтрации Дарси, когда связь скорости движения фронта пропитки древесины с гидравлическим напором пропиточной жидкости определяется следующим выражением [58], [59], [26]:
= (2.23)

где обозначено:
V - скорость движения фронта пропитки;
К -коэффициент фильтрации, постоянная для определенной породы древесины величина, определяемая экспериментально;
Для учета отклонения зависимости скорости фронта пропитки от гидравлического напора пропиточной жидкости от вида линейной функции, связь скорости движения фронта пропитки с гидравлическим напором пропиточной жидкости примем в виде следующего выражения:
у = /{К,п)
где обозначено:
сШ(г)

(2.24)