Энергосберегающая технология осциллирующей сушки-пропитки крупномерных пиломатериалов в жидкостях

• Автор: Галяветдинов, Нур Равилевич
• Шифр специальности: 05.14.04, 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ

СУШКИ И ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ.

1.1. Анализ способов сушки и пропитки древесины

1.2. Анализ химических веществ для сушки

и пропитки древесины.

1.3. Анализ древесины как объекта сушкипропитки.

Выводы.
Глава И. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕЙ СУШКИ КРУПНОМЕРНЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЖИДКОСТЯХ.

2.1. Физическая картина процесса.

2.2. Формализация процесса.
2.3. Математическое описание переноса тепла и массы при осциллирующем способе сушки крупномерной
древесины в жидкостях
2.3.1. Математическое описание стадии прогрева материала
в жидкостях
2.3.2. Математическое описание стадии вакуумирования.
2.4. Алгоритм расчета процесса осциллирующей сушки
крупномерной древесины в жидкостях.
Выводы.
Глава Ш.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОС ЩЛЛИРУЮЩЕЙ СУШКИ И ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ В ЖИДКОСТЯХ.
3.1. Экспериментальная установка для исследования процессов осциллирующей сушки и пропитки древесины в жидкостях
3.2. Экспериментальная установка для пропитки древесины в циркулирующем потоке агента сушки.
3.3. Математическое моделирование и экспериментальные исследования процессов сушкипропитки древесины в жидкостях Выводы
Глава IV. ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ В
ЖИДКОСТЯХ
4.1. Опытнопромышленные испытания сушки оцилиндрованных бревен в гидрофильных жидкостях.
4.2. Опытнопромышленные испытания сушки крупномерной древесины в гидрофобных жидкостях
4.3. Инженерная методика расчета вакуумной камеры
для сушки древесины в ЖИДКОСТЯХ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ЛИТЕРАТУРА


В последние годы ведутся исследования по кондуктивной сушке бревен с подводом тепла от нагревательного кабеля, помещаемого в центр бревна. Однако подобная технология, а также другая широко используемая технология - конвективная сушка, в которой наблюдается омывание материала потоком нагретого воздуха, применительно к бревнам и крупным брусьям используется крайне редко и ограничивается областью, где к материалу не предъявляются требования по качеству. По данным H. A. Першанова отрицательный температурный градиент снижает общий поток влаги, создаваемый градиентом влажности, до %. Вследствие чего, к недостаткам конвективного способа сушки следует отнести ещё и высокую продолжительность процесса. До сих пор в разряде перспективных технологий остаются диэлектрическая сушка и сушка в СВЧ поле. СВЧ-нагрев осуществляемый СВЧ-полем, создавается в объёме штабеля соответствующими генераторами. Несмотря на известные преимущества СВЧ-энергии для сушки пиломатериалов (наибольшая скорость сушки, благодаря выделению тепла во всем объёме древесины) данная технология еще не нашла широкого применения, вследствие дороговизны как самих установок, так и их эксплуатации и необходимости привлечения квалифицированного персонала для их обслуживания. КПД такой установки невелик: коэффициент полезного действия высокочастотных генераторов колеблется в пределах - %, КПД контура даже при оптимальной настройке составляет не более % [2]. Поэтому неизбежен большой удельный расход электроэнергии. Эксплуатация СВЧ-оборудования требует соблюдения жестких требований техники безопасности. Кроме того, при этом способе сушки не всегда удается обеспечить удовлетворительную однородность пиломатериалов по конечной влажности и довольно сложно локально контролировать текущую влажность и температуру древесины, что необходимо для управления процессом. Диэлектрические сушильные камеры [7, ] основаны на нагревании высушиваемого материала, обладающего диэлектрическими свойствами, в электрическом поле высокой частоты. Тем самым должен осуществляться равномерный по толщине прогрев материала. Однако при сушке толстых пиломатериалов (толщиной более мм) и пиломатериалов из древесины твердых пород (дуб, лиственница и др. В центральных зочах кипение не происходит, а вода движется к границе фазового превращения за счет градиента температуры. При таком механизме процесса непрерывный подвод высокочастотной энергии материалу приводит к большим перепадам влажности по толщине материала и сушильным напряжениям, которые вызывают растрескивание древесины []. Кроме этого, большой расход электроэнергии и высокая стоимость оборудования сдерживают широкое распространение вакуумно-диэлектрических сушилок. В странах с высокоразвитой деревообрабатывающей промышленностью получила широкое распространение вакуумная сушка. Сушка под вакуумом является одним из способов получения положительного температурного градиента. Результаты экспериментальных данных ряда исследователей свидетельствуют, что сушка древесины за счет положительного градиента температуры получается не только более быстрой, чем конвективная, но и более качественной. При рабочем давлении в камере - кПа температура кипения воды не превышает -°С - при этом реализуется легкий режим сушки, не повреждающий органику древесины. Однако существует проблема подвода тепловой энергии в условиях вакуума: использование контактного, СВЧ и ТВЧ методов нагрева ограничивается указанными выше недостатками, поэтому в последние годы получает распространение вакуумноконвективная технология, которая может осучцествляться осциллирующими режимами или сушкой материала при стационарном пониженном давлении среды. При этом в качестве среды традиционно выступают горячий воздух или, перегретый пар. Процесс сушки осциллирующими режимами складывается из последовательно чередующихся стадий нагрева древесины и ее вакуумирования. На стадии нагрева материал омывается потоком теплоносителя при атмосферном давлении. В этот период температура древесины повышается, /то сопровождается испарением влаги с ее поверхности. Влажность несколько снижается.