Разработка метода многокритериальной оптимизации режимов сушки шпона в газовых роликовых сушилках

• Автор: Сергеев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Введение.
1 Состояние изученности технологического процесса сушки шпона, явлений тепло и влагопереноса при удалении влаги
1.1 Существующие промышленные технологии, применяемое оборудование, методы и принципы сушки шпона.
1.2 Научные и практические представления проведения сушки шпона, существующие математические модели

1.3 Техникоэкономическая эффективность производственных технологий

1.4 Цели и задачи исследований.

1.5 Выводы.
2 Анализ технологии сушки шпона, методика и результаты активных производственных экспериментов
2.1 Определение значимости входных и выходных параметров технологии, научное обоснование их выбора.
2.2 Методика проведения активных производственных экспериментов, основы теории и расчета выходных техникоэкономических показателей.

2.3 Результаты производственных экспериментов

2.4 Статистические анализы результатов экспериментов.
2.5 Выводы.
3 Исследования закономерностей функционирования процесса сушки шпона в газовых роликовых сушилках
3.1 Исследование закономерностей изменения техникоэкономических показателей процесса сушки шпона
3.2 Исследование факторов, обеспечивающих тепло и влагоперенос, особенности изменения влагосодержания и температуры шпона
3.3 Разработка системы уравнений тепло и массопереноса сушки шпона
в газовых роликовых сушилках, принимаемые допущения
3.4 Определение закономерностей изменения температуры и влагосодержания шпона в процессе сушки.
3.4.1 Разработка модели периода прогрева шпона.
3.4.2 Определение особенностей изменения температуры и влагосодержания в периоде постоянной скорости
3.4.3 Исследование закономерностей тепло и влагопереноса в периоде падающей скорости.
3.5 Численные решения и анализ показателей установленных закономерностей изменения температуры и влагосодержания шпона в процессе сушки
3.6 Выводы
4. Многокритериальная оптимизация и внедрение режимов сушки шпона в производство, техникоэкономическая эффективность результатов исследований
4.1 Вычислительные процедуры и результаты многокритериальной оптимизации.
4.2 Промышленная апробация разработанных режимов сушки шпона, внедрение в производство результатов научнопрактической работы.
4.3 Техникоэкономическая эффективность результатов исследований технологии сушки шпона.
4.4 Рекомендации производству по применению систем автоматической оптимизации режимов сушки шпона
4.5 Выводы
Заключение
Библиография


Как правило, для сушки шпона применяют многоэтажные газовые роликовые сушилки, металлический каркас которых включает секции сушки и охлаждения. Работа сушилок построена следующим образом . Топочные газы с температурой 0. С образуются в индивидуальном, работающем на природном газе теплогенераторе и попадают в смесительную камеру, где смешиваются с рециркулирующим отработанным агентом сушки и атмосферным воздухом до температуры 0. С. Полученная таким образом газовоздушная смесь при помощи дымососов перемещается из сырого конца установки в сухой вдоль всех этажей сушилки. Температура теплоносителя при этом снижается по длине агрегата, отдавая тепло на испарение влаги из шпона. В сухом конце сушилки отработавшая газовоздушная смесь отсасывается дымососом через боковые шкафы в верхний газоход. Часть отработавшей газовоздушной смеси выбрасывается по трубе в атмосферу, другая часть по газоходу направляется на рециркуляцию в камеру смешивания. Высушенный шпон охлаждается атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором в две последние секции охлаждения. Продолжительность процесса сушки в газовых роликовых сушилках составляет от 4 до мин. Скорость перемещения высушиваемого шпона составляет 1. СРГ, СРГЗО, СРГМ, СРГ и СРГ2. Также паровые роликовые сушилки марок СУР4, СУР5 модернизируются предприятиями под сушку топочными газами, при этом их производительность возрастает в среднем в 2 раза . Анализ существующих промышленных газовых роликовых сушилок позволяет сделать заключение о достаточной надежности и оптимальности конструкции агрегатов. С другой стороны, несовершенство применяемых режимов, основанных на ручном изменении параметров технологии, является причиной недостаточно высокого качества сушки, ее значительной себестоимости, низкой производительности. При этом существует опасность возгорания высушиваемого материала. Для повышения техникоэкономической эффективности сушки шпона в газовых роликовых агрегатах без значительных капитальных вложений автору представилось обоснованным провести научнопрактическую работу по всестороннему исследованию этой технологии с целыо разработки метода многокритериальной оптимизации для поиска и реализации энергосберегающих режимов на базе разработанных математических моделей. С целью обоснованного поиска путей энергосбережения и интенсификации при различной толщине и породе шпона были исследованы явления тепло и влагопереноса в процессе сушки шпона в газовых роликовых сушилках. Такие разработки дают возможность значительно улучшить техникоэкономические, технологические характеристики установок. Существующие научные представления, практические исследования, промышленные режимы сушки шпона в газовых роликовых сушилках характеризуются определенными достоинствами и недостатками. Как правило, применяемые традиционные режимы сушки шпона сводятся к достижению заданных численных значений таких технологических параметров, как конечная влажность шпона и производительность применяемого оборудования . В газовых роликовых сушилках время нахождения шпона в установке регулируется вручную с помощью реостата двигателя постоянного тока, который изменяет скорость роликового транспортера. Такое регулирование чаще во время ночной смены вследствие своей субъективности в ряде случаев приводит к недопустимым технологической инструкцией колебаниям конечной влажности материала и, как следствие, снижению качества фанеры и других изделий из шпона . При этом зачастую не обеспечивается достаточно высокая техникоэкономическая эффективность. Изменение температуры топочных газов в топке традиционно осуществляется вручную при помощи шибера, регулирующего количество приточного атмосферного воздуха для горения топлива. Расход природного газа в горелке зависит от степени открытия клапанов, обеспечивающих количество его подачи. Отсутствие постоянного контроля начальной влажности шпона при ручном регулировании температуры агента сушки и времени пребывания материала в установке нередко приводит к его возгоранию и, как следствие, простою оборудования по причине ликвидации аварии.