Повышение эффективности сушки пиломатериалов в камерах малой мощности

• Автор: Сергеев, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 289 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Проблема переработки малоценных лиственных пород

древесины.

1.2. Анализ существующей технологии сушки в лесосушильных камерах малой мощности.

1.3. Анализ конструктивных особенностей малых лесосушильных камер и их классификация.

1.3.1. Обоснование исследований, связанных с управлением камерой

1.4. Технологические основы сушки древесины в лесосушильных камерах малой мощности.

1.5. Выводы

1.6. Задачи исследования.

2. ОСОБЕННОСТИ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССАХ
2.1. Моделирование процесса теплообмена.
2.1.1.Исследование кинетики нагрева воздуха в модели камеры
2.1.2. Исследование уравнения теплового баланса камеры
при нестационарных условиях среды.
2.2. Уравнение кинетики нагрева среды с учетом конвективной
составляющей теплообмена .
2.3. Регулярный тепловой режим и сухая задача теплообмена.
2.3.1. Нагрев сухой древесины модели штабеля
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯИЯ ФОРМЫ БОКОВОГО ВОЗДУХОВОДА НА РАВНОМЕРНОСТЬ СКОРОСТНОГО ПОЛЯ В ШТАБЕЛЕ
3.1. Обоснование рациональной формы бокового воздуховода
3.2. Основные методические положения экспериментальных
исследований в модели камеры.
3.3. Условия гидромеханического подобия потоков в промышленном образце камеры и в лабораторной модели.
3.4. Характер изменения скоростного поля в штабеле в зависимости от формы воздуховода.
3.5. Теплообмен при переменных условиях среды
3.6. Выводы
4. ОБОСНОАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ КАМЕРОЙ ПРИ ВЫХОДЕ НА СТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ
4.1. Динамическая характеристика камеры при нагреве и.охлаждении параметров среды
4.2. Статические характеристики камеры.
4.3. Статическая характеристика побуди геля циркуляции в.камере.
4.3.1. Методика экспериментального исследования.
4.3.2.Математическая модель побудителя циркуляции.
4.4. Выводы
5. КИНЕТИКА И ДИНАМИКА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ СРЕДЫ
5.1. Уравнение теплового баланса малых лесосушильных.камер
5.2. Механизм и особенности кинетики и динамики сушки в
камерах малой мощности
5.3. Режимы сушки древесины без искусственного увлажнения
воздуха.
5.3.1 .Математическая модель процесса.
5.4. Выводы
6. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Структура режимов сушки и их категории
6.2. Результаты лабораторных исследований
6.3. Исследования в промышленных условиях
6.3.1. Выводы.
6.4. Нормальные режимы сушки.
6.5. Мягкие режимы.
6.6. Оценка результатов исследований камер УРАЛ и Интер
6.6.1.Тепловые характеристики камер.
6.6.2. Экспериментальные статические характеристики.
6.7. Техникоэкономические показатели решаемой проблемы по созданию лесосушильных камер мачой мощности при использовании их на ниж них складах леспромхозов
6.8. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Данное утверждение было подтверждено исследованиями С. И. Луговско-го и Г. Н. Мазанова на экспериментальной установке, включающей центробежный вентилятор высокого давления и вихревую трубу []. Рис. Рис. Были получены теоретические и экспериментальные зависимости, характеризующие распределение температур и давлений в вихревой трубе, с обоснованием предлагаемой теории для объяснения явления нагрева воздуха при работе центробежных вентиляторов в замкнутой рециркуляционной сети. В работах [, ] было показано, что нагрев воздуха при работе центробежного вентилятора происходит в результате адиабатического сжатия и аэродинамических потерь в корпусе вентилятора и его рециркуляционной сети. Авторами была разработана схема одно штабельной лесосушильной камеры периодического действия с противоточными вихревыми разделителями (рис. В качестве генератора тепла и машины для перемещения воздуха предлагалось использовать серийный вентилятор типа ВВД, развивающий давление равное кПа, при КПД равном 0,5, расходе воздуха 4,8 мЛ /с и мощности, необходимой для привода ротора, равной 6 кВт. Несмотря на явные недостатки предложенной схемы лесосушильной камеры с противоточными вихревыми разделителями (продольная циркуляция агента сушки, отсутствие реверсирования потока воздуха, значительная мощность электропривода вентилятора) ценность проведенных исследований несомненна. Теоретически было обосновано и практически доказано, что при работе любого центробежного вентилятора на замкнутую рециркуляционную сеть возможно без дополнительного источника тепла в теплоизолированной емкости нагреть среду и использовать это тепло для различных технологических операций, связанных с тепломасообменом. Несколько раньше работ С. И. Луговского и Т. Н. Мазанова в машиностроительной промышленности были построены и исследованы печи аэродинамического подогрева (ПАП) при термической обработке металлических деталей и заготовок ГІ. И. Тсвисом [, ]. Впервые в мировой практике [, ] ротор центробежного вентилятора был использован как генератор тепла, но без вихревых разделителей. Создание печей аэродинамического подогрева явилось блестящим доказательством общности физических явлений нагрева воздуха, происходящих в вихревых трубах и центробежных вентиляторах. Рис. Рис. ВПКТИМе В. Ф. Савченко в г. Принципиальная схема камеры ПАП- приведена на рис. Центробежный вентилятор 1 специальной конструкции расположен в торце камеры, противоположном дверному проему. Перед ротором вентилятора установлена жалюзийная решетка (своеобразный дроссель для регулирования подачи воздуха ), которая служит для регулирования температуры в камере. Регулирование осуществляется путем изменения количества циркулирующего воздуха через вентилятор в единицу времени. Вентилятор нагнетает воздух в циркуляционный канал. Пройдя канал, воздух попадает в передний торец штабеля, проходит через штабель в продольном направлении и возвращается через жалюзийную решетку в ротор. Ротор приводится во вращение через муфту электродвигателем, установленным вне камеры. Потребляемая мощность на валу электродвигателя зависит от частоты вращения ротора вентилятора и степени открытия жалюзи. Максимальная установленная мощность электропривода ротора кВт, электродвигатель имеет четыре скорости вращения, что в сочетании с регулятором мощности позволяет в широких пределах поддерживать заданный уровень температуры в автоматическом режиме. Степень насыщенности воздуха -ср в камере поддерживается путем впуска в рабочее пространство пара низкого давления (в начальный период), а затем - за счет влаги, удаляемой из древесины и с помощью воздухообменных каналов 2, 3. Скорость движения воздуха по штабелю пиломатериалов измерялась пневмо - метрическими трубками с помощью микроманометра ММН в шпациях штабеля около второго ряда прокладок и ее величина колебалась от 5 до 9 м/с. Удельный расход электроэнергии при этом составил около 0 кВт ч /м3 уел. Вт-ч/кг исп. В статье A. C. Алексеева [] приводится описание более мощной лесосушильной камеры АП-1 (рис.