Совершенствование технологии очистки пневого осмола вращающимися гидравлическими струями

• Автор: Кузовков, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Характеристика спелого пневого осмола

1.2. Способы очистки древесины спелых пней

в технологии заготовки пневого осмола

1.3. Механизм действия гидравлической струи

при окорке круглых лесоматериалов

1.4. Способы управления производительностью

гидравлической окорки лесоматериалов.

1.5. Особенности воздействия гидравлических струй

на древесину спелых сосновых пней
1.6. Виды закрученных гидравлических струй
1.7. Задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПНЕВОГО ОСМОЛА ВРАЩАЮЩИМИСЯ СТРУЯМИ.
2.1. Гидродииамичсское давление вращающейся струи
на поверхность неподвижной криволинейной преграды
2.1.1. Определение осевых потоков количества движения и кинетического момента вращающейся струи.
2.1.2. Сила трения и момент сил трения в пятне контакта
2.1.3. Сила удара вращающейся гидравлической струи
о поверхность неподвижной криволинейной преграды
2.2. Изменение угловой скорости струи при ударе о поверхность.
2.3. Разрушающее действие вращающейся струи при очистке осмола
2.4. Зависимость ширины очищенной полосы пневого осмола
от начальных параметров вращающейся гидравлической струи.
2.5. Выводы.
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Цели и задачи, состав экспериментальных исследований.
3.2. Экспериментальная установка очистки пневого осмола.
3.3. Измерительные приборы
3.4. Программа проведения исследований параметров
вращающихся гидравлических струй.
3.5. Программа проведения исследований
процесса очистки пневого осмола
3.6. Обработка результатов проведенных исследований,
определение необходимого числа наблюдений
3.7. Выводы.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ
4.1. Зависимость скорости истечения струи из неподвижного насадка
от ее начальных параметров.
4.2. Зависимость скорости истечения струи из вращающегося насадка
от ее начальных параметров.
4.3. Зависимость геометрических характеристик вращающейся струи
от ее начальных параметров.
4.4. Зависимость размеров полосы очищенного осмола
от начальных параметров вращающейся гидравлической струи
4.4.1. Влияние фактора с.
4.4.2. Влияние фактора О0
4.4.3. Влияние фактора Ь.
4.4.4. Влияние фактора У0
4.5. Сравнение результатов теоретических и
экспериментальных исследований.
4.6. Выводы.
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГ ИИ ОЧИСТКИ ПНЕВОГО ОСМОЛА.
5.1. Проектирование устройства для создания
вращающейся гидравлической струи.
5.2. Разработка схем использования вращающейся струи
в технологическом процессе заготовки пневого осмола
5.5.1. Анализ существующих технологических процессов
заготовки пневого осмола.
5.2.2. Технологическая схема очистки пневого осмола
с использованием вращающихся струй.
5.3. Проектирование поточной линии очистки пневого осмола
5.4. Проектирование очистной головки
5.5. Определение экономической эффективности внедрения проектируемой поточной линии
5.5.1. Исходные данные к расчету.
5.5.2. Определение потребности в технологическом оборудовании
5.5.3. Расчет величины инвестиций.
5.5.4. Расчет величины удельных эксплуатационных затрат
5.5.5. Вычисление показателей экономической эффективности внедрения проектируемой поточной линии.
5.6. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Выкорчеванный механизированным способом пень несет на себе балласт (грунт, крупные твердые включения в корневой системе) порядка -% от общего веса пня [, ]. Поэтому на следующем этапе необходимо очистить выкорчеванные пни для приведения сырья в соответствие с требованиями ОСТ -1-. Операция очистки осмола состоит в удалении грунта, коры, гнили, минеральных включений и мелкой корневой системы. При разработке ее технологии необходимо учитывать следующие обстоятельства. Смолистые вещества в спелом пне распределены неравномерно [, ]. Высокосмолистая древесина содержится в ядре корневой шейки, части пня выше и ниже корневой шейки и корень менее смолисты (табл. П4. Выход и качество канифоли, получаемой из осмола, зависит от степени его очистки. Чем больше в осмоле содержится заболони (смолистость 2. Проведенные КирНИИЛП исследования показали, что при переработке древесины всего спелого пня, полученный осмол будет содержать 7. При переработке только ядровой части пня смолистость полученного осмола составит . В основе существующих технологических процессов (ТП) заготовки спелого пневого осмола лежит способ извлечения пня из грунта. Последующие операции ТП: трелевка, разделка и очистка, вывозка, пофузочно-разфузочные работы в основе своей идентичны [, ]. Наиболее старый способ корчевания пней - ручной. Технологический процесс (ТП) заготовки осмола при ручном способе корчевания пней [] прост и безопасен, наносит минимальный ущерб лесному хозяйству. В данном ТП используется биологический способ очистки от воздействия окружающей среды на оставленный на лесосеке пень. Окончательное удаление грунта, коры и гнили производится вручную с применением средств малой механизации. Поскольку операции ручной выкорчевки и очистки осмола на месте малопроизводительны и трудоемки, что значительно повышает себестоимость осмола, данный способ был вытеснен более производительными: взрывным и механическим корчеванием при помощи специальных механизмов [, , ]. Технологический процесс заготовки осмола при взрывном способе корчевания пней [, ] является достаточно маневренным; при тщательном соблюдении технологии возможна заготовка спелого осмола в облесившихся насаждениях без нанесения значительного ущерба подросту. При корчевании происходит частичная разделка иней, удаление грунта и минеральных загрязнений. Однако, как видно из схемы ТП (рис. При взрыве возникает повышенная опасность работ, а потери осмола достигают % []. ЛТ-) . Рис. Вследствие указанных недостатков удельный вес корчевания пней взрывным способом снижается за счет внедрения более производительного (в 2. В технологическом процессе заготовки осмола при механизированном способе корчевания иней [, , , ] большинство операций механизировано: корчевание [, , 4, 5, 0, 6], трелевка [, , , ], разделка [5, , , , ], погрузка-разгрузка [, , , , , 4], транспортировка [, , , ]. Сокращено число вспомогательных работ. Порядок выполнения операций представлен на рис. Рис. Извлечение спелых пней из почвы производится приложением вертикального усилия (агрегат АКГ1-1 [], машина ЛП- [] конструкции КарНИИЛП), либо способом вырезания [6, 7, 8, 9, 2, 6]. Машины АКП-1 и ЛП- оснащены грейферным виброзахватом [, ] и совмещают процесс извлечения пней с освобождением их от балласта, обеспечивая удаление -% грунта. При использовании передвижной вибрационной установки ВПМ-2 конструкции СибНИИЛП, качество очистки пней в зависимости от вида грунтов составляет . После очистки пней от грунта остается необходимость в удалении мелких корней, коры и гнили. В промышленных установках совмещают два или более способов, чаще всего фрикционный и ударный. Комбинация указанных способов положена в основу стационарной линии очистки и разделки пневого осмола, разработанной КирНИИЛП. Линия смонтирована в Кайском леспромхозе Кировской области для очистки иней заготовленных механизированным корчеванием (рис. Производительность линии составляет тыс. Вт, масса 0 тонн, максимальный диаметр обрабатываемого пня 1,1 м. Качество очистки пней достигает %, при этом в отход идет до 7% от веса загружаемого в барабан сырья, в том числе 2% ядровой древесины. Рис.