Методы и средства автоматизированного управления сушильной камерой

• Автор: Михеев, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Анализ методов и технологий сушки древесины
1.1 Анализ структуры энергозатрат на камерную сушку пиломатериалов
1.2 Пути снижения энергозатрат на камерную сушку пиломатериалов
1.3 Лесосушильные камеры с естественной циркуляцией воздуха
1.4 Технология сушки древесины в сушильных камерах периодического действия. Требования к системе стабилизации технологических параметров
1.5 Основные типы сушильных камер
1.6 Выводы. Задачи исследований
2. Метод сушки пиломатериалов в камере с комбинированной циркуляцией
2.1 Осциллирующие режимы сушки пиломатериалов при естественной циркуляции агента сушки
2.2 Алгоритмы комбинированной сушки древесины
2.3 Лесосушильная камера с комбинированной циркуляцией
2.4 Выводы
3. Математические модели лесосушильных камер
3.1 Определение теплового баланса для технологического процесса в лесосушильной камере
3.2 Структурные модели лесосушильной камеры с естественной циркуляцией
3.2.1 Модель лесосушильной камеры с естественной циркуляцией по температуре

3.2.2 Модель лесосушильной камеры с естественной циркуляцией по влажности
3.2.3 Комбинированная модель по температуре и влажности с естественной циркуляцией
3.3 Структурная модель лесосушильной камеры с комбинированной циркуляцией
3.3.1 Модель лесосушильной камеры с комбинированной циркуляцией по температуре
3.3.2 Модель лесосушильной камеры с комбинированной циркуляцией по влажности
3.3.3 Комбинированная модель по температуре и влажности с комбинированной циркуляцией
3.4 Выводы
4. Экспериментальные исследования лесосушильных камер
4.1 Исследование процессов сушки древесины в камере с естественной циркуляцией
4.2 Исследование процессов сушки древесины в камере с комбинированной циркуляцией
4.3 Сравнение результатов эксперимента с результатами моделировани
4.4 Инженерная методика расчета экспериментальной камеры
4.5 Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложения

Введение
Актуальность темы. Конъюнктура рынков в последние годы демонстрирует устойчивый рост спроса на древесину. Несмотря на новейшие разработки искусственных заменителей, древесина, вероятно, останется основным материалом в строительстве, производстве мебели и др.
Перед отраслями народного хозяйства страны в настоящее время стоят сложные задачи по совершенствованию управления производством, повышению его качества и эффективности, обеспечению широкого применения автоматизированных систем управления, построенных на базе микропроцессоров.
В современных условиях весьма актуальными являются вопросы увеличения производительности труда, снижения себестоимости продукции, экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов, интенсификации использования технологического оборудования.
Одним из основных факторов повышения качества пиломатериалов является сушка. Изделия, изготовленные из пиломатериалов, высушенных до эксплуатационной влажности, служат десятилетиями, что равноценно дополнительному выпуску продукции и дает значительный экономический эффект в масштабах страны.
Методические основы исследований в области сушки пиломатериалов заложены в работах И.В. Кречетова, Н.С. Селюгина, П.С. Серговского, A.B. Лыкова, В.Е. Грум-Гржимайло, H.H. Пейча и многих других ученых. Однако задачи ускоренной, качественной и энергосберегающей сушки пиломатериалов в настоящее время решены не полностью.
Данная работа посвящена ускорению технологического процесса сушки пиломатериалов, протекающего в сушильной камере без снижения качества древесины и увеличения энергозатрат на сушку.

Режимы сушки построены на основе изучения реологических показателей древесины и приближенного расчета внутренних напряжений в ней, в качестве основной принята трехступенчатая структура режимов сушки. Первая ступень отвечает времени возрастания напряжений от нуля до максимума, вторая -времени снижения их от максимума до нуля и третья - времени развития напряжений обратного знака. Моменты достижения максимальных и нулевых напряжений устанавливаются приближенно по средней влажности древесины (30% в конце первой и 20% в конце второй ступени). Эта влажность определена на основании расчетов и экспериментально. Целостность древесины на первой ступени сушки обеспечивается надлежащей степенью насыщенности сушильного агента, а при завершении процесса сушки - путем проведения влаготермообработок.
В начале сушки материал прогревают подачей пара из увлажнительных труб. Период прогрева для пиломатериалов ели и сосны 1,5-2 ч, летом 1-1,5 ч на каждый сантиметр толщины пиломатериала. Сушильный агент должен иметь температуру на 8-10° выше первой ступени сушки. Психрометрическая разность задается в зависимости от начальной влажности пиломатериала.
При сушке толстых пиломатериалов 75мм и выше в конце второго этапа назначают промежуточную влаготермообработку древесины.
После конечной влаготермообработки материал подсушивают 2-3 ч, охлаждают и проводят контроль за остаточными внутренними напряжениями по силовым секциям. С целью дальнейшего выравнивания влажности в штабеле, для пиломатериала 1-й категории качества назначают кондиционную обработку.
Основные требования, предъявляемые к высушиваемым материалам, заключаются в следующем.
1. Конечная влажность пиломатериала должна соответствовать заданному значению Wкoн(t)