Обоснование технологии подготовки древесины осины для получения древесного угля с повышенными физико-механическими свойствами

• Автор: Новолокин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с.

Оглавление.
Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Основные характеристики и свойства древесины осины.

1.2. Состояние и перспективы производства древесного угля

1.3. Возможности улучшения качества исходного сырья

1.4. Основные положения теории прессования древесины.

1.5. Факторы, влияющие на деформативность древесины

1.6. Физические аспекты процесса прессования.

1.7. Вязкоупругие свойства древесины

1.8. Выбор рационального способа уплотнения древесины осины

для производства древесного угля.
1.9. Определение усилия, необходимого для прессования
1 Выбор оптимальных условий процесса прессования
1. Задачи исследований.
2 Методика экспериментальных исследований.
Предварительные опыты.
2.1. Экспериментальная установка.
2.2. Методика обработки опытных данных.
2.3. Предварительная оценка влияния влажности, тепловой
обработки заготовки и воздействия ультразвукового поля на потребную силу проталкивания.
3 Разработка математической модели процесса уплотнения
древесины осины методом одноосного прессования с использованием ультразвука.
3.1. Определение совокупности параметров, влияющих на потребную силу проталкивания заготовки, изменение твердости древесины и конечный размера заготовки. Вид критериев подобия
3.2. Построение математической модели
3.3. Степень влияния определяющих параметров на потребную силу проталкивания заготовки, конечный размер заготовки после прессования и статическую твердость уплотненной
древесины.
4 Получение древесного угля из уплотненной древесины осины и исследование его качества
5 Технология и техникоэкономические показатели при
внедрении результатов исследований.
5.1. Технология производства древесного угля из уплотненной древесины осины
5.2. Экономическая оценка эффективности производства древесного угля из уплотненной древесины осины.
Основные результаты, выводы и рекомендации
Литература


С.[5] и ряду современных рекомендаций [], получена возможность выращивать здоровую осину, которая при высокой производительности приобретает особое значение в деле восстановления и пополнения лесных богатств России. Макроскопическое и микроскопическое строение древесины осины. Процентное содержание различных частей дерева осины, по данным П. П. Успасского, следующее: корни 5 - %; ствол - %; ветви 5 - % от общей фитомассы дерева []. Объем коры от объема ствола - %. Осина относиться к заболонным породам с легкой и мягкой древесиной, белого цвета со слабым зеленоватым оттенком. При наличии ложного ядра древесина приобретает красноватый или серовато - бурый цвет []. Годичные слои можно различить на всех разрезах. Сердцевинные лучи на поперечном и тангентальном разрезах глазом не видимы, т. На 1 мм годичного слоя приходится - сердцевинных лучей [0J. Годичный слой неоднороден, так как сосуды в ранней его части несколько крупнее, чем в последней трети. Сосуды вытянуты вдоль радиуса и в ранней части годичного слоя они несколько крупнее, чем в поздней. Размер большой оси сосудов колеблется в пределах от 0, до 0,2 мм, а меньшей от 0, до 0, мм. Стенки сосудов без спиральных утолщений, с многочисленными окаймленными порами. На 1 мм2 площади годичного слоя приходится около - сосудов. Волокна либриформа тонкостенные, длина 0,8 - 1,7 мм и диаметр 0, - 0,6 мм [], причем по данным A. B. Савиной [], длина волокон либриформа зависит от изменения светового режима. Либриформ представляет собой длинные клетки с заостренными концами, толстыми оболочками и узкими полостями. Он - главная часть осиновой древесины. По данным С. И. Ванина [], либриформ составляет % общего объема древесины, сосуды - , сердцевинные лучи - %. По данным Л. М. Перелыгина [], доля либриформа в общем объеме древесины %, сосудов - , а сердцевинных лучей - %. У осины, как и у других древесных пород, размеры отдельных анатомических элементов, а также их взаимные количественные соотношения обусловлены различными биологическими и экологическими факторами. Известны результаты исследований изменений анатомических элементов осины в зависимости от возраста [,,6], места нахождения в стволе [], условий произрастания [,,7], полиплоидности [7], пола [] и других факторов. Физические свойства. Самым важным из физических свойств древесины можно считать плотность, которая влияет на многие другие физические свойства древесины и дает представление о ее механических свойствах. Плотность определяется отношением массы древесины к единице объема и выражается в кг/м3. По данным лесохозяйственной литературы [], плотность древесины осины в абсолютно сухом состоянии в разных районах произрастания варьирует от 2 кг/м3 (Приморский и Хабаровский края) до 0 кг/м3 (Украина), соответственно стандартная плотность — 6 - 4, а условная - 4 - 0 кг/м3. По плотности древесины осина относится к легким породам (II класс), имеющий плотность от 0, до 0,5 г/см []. С увеличением влажности от 0 до % плотность, поданным И В. Кречетова [], увеличивается от0, г/см3 до 0, г/см3, а при дальнейшем увлажнении (до полного насыщения) плотность возрастает до1,2 г/см3. Плотность древесины изменяется как внутри отдельного ствола, насаждения, так и в зависимости от возраста, экологических и наследственных факторов. В нашей стране наиболее детально исследовал это свойство древесины разных пород О. И. Полубояринов. По его данным, плотность возрастает от крупных деревьев к более мелким, но у разных пород неодинакова (например, уровень различий плотности крупных и мелких деревьев у осины составляет 5,3%, у ели - ,2, сосны - 8,0, березы - 6,1%) []. У осины к - годам формируется относительно плотная древесина, затем до - лет отмечается ее уменьшение. Максимальная плотность у осины - в - -летнем возрасте, затем снова следует некоторое снижение. Плотность древесины в продольном направлении ствола снижается примерно до его середины, дальше увеличивается, а в направлении к вершине снова уменьшается [,]. Плотность осины по радиусу ствола на высоте груди возрастает от коры к сердцевине, но вблизи сердцевины резко уменьшается.