Совершенствование технологии использования пневой древесины для производства щепы

• Автор: Полянин, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 368 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Состояние проблемы и задачи исследования

1.1. Способы очистки и разделки пневой древесины

1.1.1. Характеристики пневой древесины и технические требования к сырью

1.1.2 Способы очистки пневой древесины

1.1.3. Взаимодействие гидравлической струи с поверхностью лесоматериалов

1.1.4. Факторы определяющие производительность гидравлической окорки лесоматериалов

1.1.5. Основные сведения о гидравлических струях

1.1.6. Способы и оборудование для разделки пневой древесины

1.2 Способы сортировки технологической щепы по смолистости

1.2.1. Характеристики технологической щепы
1.2.2. Способы сортировки технологической щепы
1.3. Анализ существующего технологического процесса переработки пневого осмола и обоснование направлений его совершенствования
1.4. Задачи исследования
2. Теоретические исследования по переработке пневой древесины
на щепу
2.1. Теоретические исследования динамического воздействия импульсной струи на преграду
2.1.1. Взаимодействия импульсной гидравлической струи
с криволинейной поверхностью
2.1.2. Сила удара импульсной гидравлической струи о твердую стенку
2.1.3. Воздействие импульсной струи жидкости на корневую
систему пневой древесины
2.2. Теоретические исследования по сортировке технологической щепы
2.2.1. Напряжнность электростатического поля между пластинами
2.2.2 Отклонение технологической щепы в электростатическом иоле
2.2.3. Движение заряженной щепы в электростатическом поле
2.3. Выводы
3. Методика экспериментальных исследований
3.1 Методика проведения экспериментальных исследований по очистке пневой древесины импульсными гидравлическими струями
3.1.1. Состав экспериментальных исследований
3.1.2. Экспериментальная лабораторная установка для очистки
пневого осмола импульсными гидравлическими струями
3.1.2.1. Устройство для создания импульсных струй жидкости
3 Л .3. Измерительная аппаратура
ЗЛ.4. Программа проведения экспериментальных исследований по изучению
динамических характеристик импульсных гидравлических струй
3Л.5.Программа проведения экспериментальных исследований
по очистке натурных образцов пневого осмола в лабораторных условиях
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований по сортировке технологической щепы по смолистости
3.2.1. Экспериментальная лабораторная установка для сортировки технологической щепы
3.2.1Л. Система электродов
3.2.2. Измерительная аппаратура
3.2.3. Программа проведения экспериментальных исследований по сортировке технологической щепы
3.3. Определение необходимого числа измерений
3.4. Выводы
4. Результаты экспериментальных исследований
4.1. Результаты экспериментальных исследований по очистке пневой древесины импульсными гидравлическими струями
4.1.1. Исследование начальных параметров импульсных гидравлических струй
4.1.1.1. Влияние величины и характера давления в насадке на динамические свойства импульсных струй
4.1.1.2. Исследование величины переменного давления единичного импульса
4.1.1.3. Геометрические характеристики единичного импульса струи
4.1.1.4. Изменение начальной выходной скорости импульсной струи в зависимости от е начальных параметров
4.1.2. Исследование динамического воздействия импульсной струи
на преграду
4.1.3. Исследование ширины полосы удаления фунта с пневой древесины
4.1.4. Исследование ширины полосы удаления коры с пневой древесины
4.1.5. Исследование ширины полосы удаляемой гнили с пневой древесины
4.1.6. Исследование обрезки мелкой корневой системы
4.1.7. Регрессионные уравнения, устанавливающие функциональную зависимость ширины полосы обработанной поверхности от влияющих факторов
4.2. Результаты экспериментальных исследований сортировки технологической щепы по смолистости
4.2.1. Исследование отклонения технологической щепы в электрическом
поле выпрямленного синусоидального напряжения
4.2.2 Исследование сортировки технологической щепы в электрическом сепараторе свободного падения
4.2.2.1. Движение технологической щепы в электрическом сепараторе свободного падения
4.2.2.2. Разделение технологической щепы по смолистости
4.2.2.3. Сортировка технологической щепы искусственного просмоления
4.2.2.4. Влияние влажности на сортировку технологической щепы
4.2.2.5. Траектория движения щепы в электрическом поле
4.2.3. Сортировка технологической щепы Марийского ЦБК
4.3. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных
исследований
4.4. Выводы
5. Совершенствование технологического процесса переработки
пневой древесины и проверка его в производственных условиях
5.1 Совершенствование технологического процесса переработки пневой древесины
5.2. Описание экспериментальной установки по очистке пневого осмола
5.3. Проведение производственных испытаний
5.4 Установка для промышленной сортировки технологической щепы
5.5. Технологические схемы переработки пневого осмола в производственном процессе лесозаготовительных предприятий
5.5.1. Технологическая схема переработки спелого пневого осмола на нижнем складе лесозаготовительных предприятий
5.5.2. Технологическая схема переработки свежего пневого осмола на нижнем складе лесозаготовительных предприятий
5.6. Выводы
6. Экономическая эффективность от внедрения линии но переработке пневой древесины на технологическую щепу
6.1. Расчет стоимости линии для первичной обработки пневой древесины
6.1.1. Определение потребности в технологическом оборудовании
6.1.2. Расчт величины инвестиций
6.1.3. Расчт затрат на производство и реализацию продукции
6.2. Оценка эффективности внедрения проектируемой поточной линии
6.3. Выводы
Основные выводы и рекомендации
Список используемой литературы


Кирова совместно с работниками объединения Нижневятлесосплав разработана установка по очистке лесоматериалов стационарными гидравлическими струями 5. Установка состоит из металлического кольца внутренним диаметром 0 мм. Через отверстия, расположенные по периметру кольца в три ряда, под давлением направляются струи воды на лесоматериалы, движущиеся по транспортеру. Напор воды создастся центробежным насосом с электродвигателем мощностью кВт. Были проведены исследования по определению оптимальных параметров струи обмыва, степени очистки при различных скоростях движения лесоматериалов и дальнейшего совершенствования установки. При этом испытывались насадки различные по форме и диаметру отверстия, с различными углами наклона к поверхности обрабатываемого лесоматериала. В результате расчета всех параметров удалось найти оптимальное решение по подбору насосного оборудования, определить суммарную площадь отверстий, их расположение в кольце обмыва. Для снижения энергозатрат, повышения КПД жидкостной сплошной струи в зарубежной практике усложняют конструкции спрысков, используют сопла с вращающимися головками, качающимися и перемещающимися соплами с целью создания веерообразной струи. В Марийском политехническом институте эта задача решается другим путем. Кафедрой водного транспорта леса и гидравлики под руководством Ю. Я.Дмитриева выполнен ряд работ по применению высоконапорных импульсных гидравлических струй для первичной обработки древесины , . Сотрудником кафедры Г. Ф.Кислицыной рассмотрены вопросы окорки круглых лесоматериалов путем воздействия импульсных гидравлических струй на поверхность лесоматериалов. Импульсная струя воды подается на поверхность лесоматериалов иод большим давлением, разрушает кору и отделяет ее по камбиальному слою древесины, затем смывает ее с поверхности сырья. Как уже отмечалось ранее, Г. Ф.Кислицыной исследованы структурные и динамические показатели импульсной струи 5. Ею рассмотрен также механизм разрушения и смыва коры импульсной струй жидкости. Импульсная гидравлическая струя создает в зоне взаимодействия с древесиной повышение напряжений. Именно в этой зоне и происходит разрушение коры и ее отрыв в зоне камбия. Сила воздействия импульса высокого давления вызывает колебания коры в плоскости перпендикулярной оси струи, усиливая процесс отрыва коры. Кислицыной Г. Ф. определены площадь и форма участка древесины, очищенного от коры при воздействии одиночного импульса, оптимальные параметры импульсной струи для разрушения и удаления коры и гнили и показано их влияние на производительность, и качество окорки лесоматериалов. В0,0Ш 1,5 еу2,0,5Рпж0,2р2тах, 1. Па. Полученные результаты исследований были использованы при разработке конструкции гидроимпульсной окорочной установки производственного типа. Применение импульсных гидроокорочных установок позволяет автоматизировать процесс окорки древесины, повысить производительность труда я качество обработки, дает возможность окаривать сучковатые кряжи со значительной кривизной. Производительность импульсной экспериментальной гидроустановки равна м ч, мощность 3 кВт, на окорку I м сырья требуется 0,5 м3 воды. Поляниным И. А. разработан способ очистки пневой древесины 8 на базе использования гидравлической энергии импульсных гидравлических струй, создаваемых при высоком давлении, учитывающий характерные особенности формы обрабатываемой пневой древесины и виды очистки удаление грунта, мелкой корневой системы, коры и гнили. Импульсная струя создатся в специальном устройстве гидроимпульсагоре. С целью повышения эффективности работы гидроимпульсатора в корпусе с насадками устанавливается пластина с отверстиями прилегающая с одной стороны к эксцентрику, а с другой к пластинчатой пружине. Такая конструкция гидроимпульсатора повышает наджность его работы, долговечность, а также упрощает конструкцию, габаритные размеры и массу устройства. Гидравлический способ окорки круглых лесоматериалов основан на разрушении коры высоконапорной струей воды и отрыве раздробленных кусков коры от камбиального слоя. В нашей стране исследования данного способа проводились в ЦНИИМЭ В. Г. Югов 4, МарГТУ Ю. Я. Дмитриев , Г.