Исследование процессов конвективного тепломассообмена в условиях вакуумно-конвективных сушильных камер

• Автор: Юнусов, Ленар Ринатович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И МЕХАНИКИ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ

КОНВЕКТИВНОМ ПОДВОДЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

1.1. Анализ способов сушки древесины, основанных

на конвективном методе подвода тепловой энергии

1.2. Анализ конвективного тепло и массообмена

в процессе сушки древесины

1.3. Анализ исследований древесины как объекта сушки

Выводы
Глава И. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА В УСЛОВИЯХ ВАКУУМНОКОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ
2.1. Физическая картина процесса
2.2. Формализация процесса
2.3. Математическое описание процессов сушки
пиломатериалов при конвективных способах подвода тепла
2.5. Алгоритм расчета процесса конвективной
сушки пиломатериалов
2.6. Инженерная методика расчета вакуумноконвективной
сушильной камеры
Выводы
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПРИ КОНВЕКТИВНОМ ТЕПЛОПОДВОДЕ
3.1. Экспериментальная установка для исследования материальных и тепловых потоков в конвективных
сушильных камерах
2.2. Установка для исследования кинетики вакуумной сушки материала с подводом тепла от газообразного теплоносителя
2.3. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процессов, протекающих при сушке древесины
в вакуумноконвективных камерах
Выводы
Глава IV. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ВАКУУМНОКОНВЕКТИВНОЙ СУШКЕ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
4.1. Разработка вакуумноконвективной сушильной камеры
с продольной циркуляцией теплоносителя
4.2. Разработка вакуумноконвективной камеры
с поперечной циркуляцией
4.3. Результаты испытаний вакуумноконвективных
сушильных камер ВОСК1 и ВОСК2
4.4. Разработка аппарата вакуумноконвективной сушки,
реализующей энергосберегающую технологию
4.5. Модернизация существующих конвективных камер
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


В первой главе рассмотрены существующие способы сушки древесины, дан анализ современного состояния теории тепломассопереноса при конвективном обтекании пиломатериалов и представлена характеристика древесины как объекта сушки. Во второй главе рассмотрена физическая картина и разработана математическая модель процессов, протекающих при вакуумноконвективной сушке пиломатериалов, инженерная методика расчета вакуумно-конвективной сушильной камеры, блок-схема алгоритма моделирования исследуемого процесса. В третьей главе представлено описание экспериментальных установок и методики проведения исследований, а также изложены результаты математического и физического моделирования процессов вакуумной сушки древесины с конвективными способами подвода тепла, приведены результаты экспериментальной проверки основных кинетических зависимостей, установлена адекватность разработанной модели реальному процессу. В четвертой главе приводится описание конструкций аппаратов для реализации процессов вакуумной сушки древесины с конвективными методами подвода тепла, разработанных в соответствии с рекомендациями по их аппаратурному оформлению, полученными в результате математического моделирования. Представлены результаты промышленною внедрения новых вакуумных аппаратов для сушки древесины и усовершенствование существующих промышленных сушилок. В приложении к работе приведены элементы программ расчета исследуемых процессов на ПЭВМ, результаты статистической обработки полученных данных, акты внедрений, подтверждающие практическое использование основных результатов работы предприятиями и паспорта созданных установок. На всех этапах работы в качестве консультанта активное участие принимал д. Сафин P. Глава 1. Одной из наиболее распространенных в настоящее время технологий подвода тепловой энергии к материалу в процессах сушки является конвективный способ, при котором наблюдается омывание материала потоком агента сушки. При этом процесс может протекать как 1? Поэтому для решения поставленной задачи необходимо рассмотрение существующих технологий с выделением общих закономерностей переноса потенциала, на основе которых следует обосновать допущения, упрощающие методику исследования, и определить подходы к разработке математической модели. Кроме того, для решения поставленной задачи методами математического моделирования требуется провести анализ свойств древесины, как объекта сушки и провести формализацию свойств данного материала. Анализ способов сушки древесины, основанных на конвективном методе подвода тепловой энергии. Наиболее распространенными сушилками, использующими конвективную технологию подвода тепловой энергии к материалу, являются, так называемые, конвективные сушильные камеры, которые снабжены тепловым и циркуляционным оборудованием. Процесс сушки в них протекает при атмосферном давлении, поэтому в качестве ограждений могут быть использованы различные конструкционные материалы. Конвективные камеры различают периодического и непрерывного действия, последние не получили широкого распространения ввиду затруднительной качественной сушки до требуемой эксплуатационной влажности. Данный принцип сушки пиломатериалов заложен в основу аэродинамических сушильных камер, где нагрев воздуха осуществляют путем сильной турбулизации потока воздуха на лопатках ротора центробежного вентилятора специальной конструкции [8]. Однако подобные конструкции в последние годы утратили свою актуальность, вследствие значительного потребления электроэнергии. К общим недостаткам конвективных сушильных камер следует отнести высокую продолжительность процесса (5 - дней в зависимости от сортамента пиломатериала) и неравномерность высушивания штабеля. Но если первый недостаток - продолжительность процесса - обусловлен технологией (перемещение влаги к поверхности материала вызвано лишь градиентом влажности, а градиент температуры при этом оказывает тормозящее действие), то неравномерность высушивания штабеля является конструктивным недостатком. Решение данной проблемы заключается в необходимости создания равномерной температуры, влажности и скорости агента сушки в различных точках штабеля. Рис.