Оптимизация управления процессов сушки строительных материалов и изделий из древесины

• Автор: Редин, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : 1 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Постановка задачи оптимизации автоматического управления сушкой строительных материалов из древесины с целью снижения их энергоемкости.

1.1. Краткая характеристика технологии строительных материалов из древесины

1.2. Анализ организации процессов сушки строительных материалов

из древесины

1.3. Анализ известных математических моделей процесса сушки материалов.

1.4. Анализ существующих методов автоматизации и оптимизации управления процессом сушки строительных материалов из древесины

1.5. Выбор цели и объектов исследования.

2. Анализ материальных и энергетических потоков, разработка и исследование математических моделей процесса сушки строительных материалов из древесины
2.1. Формулирование и формализация критериев оптимальности автоматического управления процессом сушки строительных материалов из древесины .
2.2. Разработка математической модели процесса сушки строительных материалов из древесины в соответствии с критерием оптимальности
2.3. Анализ разработанной модели процесса сушки строительных материалов из древесины с помощью ПЭВМ.
3. Синтез системы оптимального автоматического управления процессом сушки строительных материалов из древесины по сформу
лированным критериям.
Постановка и решение задачи оптимального автоматического управления с позиции энергетической эффективности процесса
сушки строительных материалов из древесины.
Аналитическое определение структуры и настроек регулирующего устройства при синтезе оптимальной системы автоматического управления процессом сушки строительных материалов из древесины.
Построение оптимальной системы автоматического управления процессом сушки строительных материалов из древесины с учетом особенностей его протекания
Разработка инженерного метода построения системы оптимального автоматического управления процессом сушки строительных
материалов из древесины
Экспериментальная проверка теоретических разработок
Оценка результатов экспериментального исследования установок
для сушки строительных материалов из древесины.
Исследование лабораторной системы автоматическог о управления
процессом сушки строительных материалов из древесины.
Техникоэкономическая оценка результатов применения оптимизированной системы автоматического управления процессом сушки строительных материалов из древесины
Литература


Классификация видов и способов сушки основывается на методах передачи тепла к высушиваемому материалу, из которых выделяют конвективную, кондуктивную, радиационную и электрическую сушки. В свою очередь,
каждый вид сушки различается но типу сушильного агента и применяемому оборудованию. Имеет место также сочетание различных методов передачи тепла, совмещающих признаки нескольких процессов сушки ,,,,,,. Основным способом, применяемым в технологии строительных материалов из древесины, является конвективная парогазовая сушка 7,,. Данный способ получил название камерной сушки, осуществляемой в сушильных камерах непрерывного или периодического действия и использующей в качестве сушильного агента воздух, топочные газы, перегретый пар, которые передают теплоту древесине путем конвекции. Для нагревания и циркуляции сушильного агента камеры снабжают нагревательными и циркуляционными устройствами. Длительность камерной сушки составляет от десятков часов до нескольких суток, в зависимости от породы, толщины и категории качества древесины. Данный способ характеризуется возможностью относительно надежного регулирования процесса сушки. Сушка в жидкостях осуществляется в ванных, наполненных гидрофобной жидкостью петролатум, масло, нагретой до 5. Этот способ нашел применение в технологии консервирования древесины для снижения ее влажности перед пропиткой. Использование сушки древесных материалов в петролатуме на деревообрабатывающих предприятиях ограничено, поскольку древесина, получаемая после такой сушки, непригодна для мебельных, столярных и строительных изделий. Кондуктивная контактная сушка осуществляется передачей теплоты материалу посредством теплопроводности при контакте с нагретыми поверхностями. Ее применяют для сушки тонких материалов шпона, фанеры. Радиационная сушка происходит при передаче тепла материалу излучением от нагретых тел. Эффективность радиационной сушки определяется плотностью потока инфракрасных лучей и их проницаемостью в твердых влажных телах. Интенсивность потока лучистой энергии ослабляется по мере углубления в материал. Древесина относится к малопроницаемым для инфракрасного излучения материалам глубина проникновения З. Широкое распространение радиационная сушка получила в производстве тонколистовых материалов шпона, фанеры и в технологии отделки изделий из древесины для сушки лакокрасочных покрытий. В качестве излучателей, при радиационной сушке, используют электроплиты, электронагревательные элементы, газовые беспламенные горелки, осветительные электролампы накаливания мощностью от 0 Вт и выше. Вакуумной называют сушку, осуществляемой при пониженном давлении в герметичных камерах. Диэлектрическая сушка древесины происходит в электромагнитном поле токов высокой частоты ТВЧ, в котором нагрев древесины происходит за счет диэлектрических потерь. Благодаря тому, что нагревание древесины происходит диатермически, приводящее к возникновению положительного градиента температур и избыточного давления внутри нее, продолжительность диэлектрической сушки в десятки раз меньше конвективной. Однако изза сложности оборудования и повышенного расхода электроэнергии применение диэлектрической сушки ограничено. Индукционная электромагнитная сушка основывается на передаче теплоты материалу от ферромагнитных элементов стальных сеток, уложенных в штабель между рядами досок. Штабель вместе с нагревательными элементами находятся в переменном электромагнитном поле промышленной частоты Гц, образуя, таким образом, соленоид, смонтированный внутри сушильной камеры. Стальные элементы сетки нагреваются в электромагнитном поле и передают тепло древесине и воздуху. При этом происходит передача теплоты материалу кондукцией, за счет контакта нагретых сеток с древесиной, и конвекцией от циркулирующего нагретого, от тех же сеток, воздуха. К недостаткам этого вида сушки следует отнести высокую стоимость сушки по сравнению с обычной камерой и не высокое качество сушки неравномерность лросыхания материала, значительные внутренние напряжения. При сушке древесины, целесообразным является применение комбинированных способов, например конвективнодиэлектрическую и вакуумнодиэлектрическую.