Физические особенности и режимы сушки древесины в гидрофильных жидкостях

• Автор: Ломидзе, Тамаз Ноевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 334 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы традиционного технологического процесса сушки пиломатериалов и способы его интенсификации .
1.2. Основы технологического процесса сушки пиломатериалов с использованием гигроскопических солей

и методы его исследования.

1.3. Выводы и постановка задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В ГИДРОФИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЯХ

2.1. Физикоматематическая модель процесса сушки пиломатериалов в гидрофильных жидкостях.
2.2. Разработка алгоритма расчета кинетики полей влагосодержания, концентрации соли,напряжений

и деформаций

2.3. Методика определения эффективных коэффициентов диффузии соли и осмотического переноса влаги
2.4. Нахождение оптимальной температуры сушки древесины дуба в гидрофильных жидкостях.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА В ГИДРОФИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЯХ.
3.1. Описание экспериментального стенда.
3.2. Методики экспериментального исследования.
3.2.1. Методика заготовки образцов
3.2.2. Методика исследования полей влагосодержания.
3.2.3. Методика исследования распределения количества соли по толщине образца
стр.
3.2.4. Методика исследования полей температуры
3.2.5. Методика исследования полей парогазового
давления
3.2.6. Методика исследования полей остаточных напряжений.
3.3. Результаты исследования гидравлического сопротивления поверхности древесины дуба.
3.4. Результаты исследования коэффициентов диффузии соли и осмотического переноса влаги в древесине дуба.
3.5. Результаты экспериментального исследования процесса сушки труднопроницаемых пород в гидрофильных жидкостях и его сопоставление с расчетными данными.
4. ТЕХНОЛОГИЯ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ В ГИДРОФИЛЬНЫХ РАСТВОРАХ.
4.1. Варианты технологического процесса и режимы
сушки.
4.2. Продолжительность процесса сушки.
4.3. Особенности технологического процесса сушки пиломатериалов в гидрофильных растворах.
4.4. Области применения и опытная проверка способа сушки пиломатериалов в гидрофильных растворах
в производственных условиях.
4.5. Расчет экономической эффективности способа
сушки древесины в гидрофильных растворах.
4.5.1. Постановка задачи. Технологический и тепловой расчеты. Показатели экономической эффективности
стр.
4.5.2. Расчет капитальных вложений.
4.5.3. Расчет себестоимости сушки пиломатериалов
по вариантам
4.5.4. Расчет годового экономического эффекта и дополнительных показателей экономической эффективности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Была разработана методика исследования полей влагосодержания, температуры по сечению образцов, глубины проникновения и количества поглощенных веществ, а также напряженного состояния материала. Для получения кривых сушки был использован метод определения полей влагосодержания по серии образцов, выпиленных из одного бруса, сушка которых прекращалась в разное время. Глубину пропитки древесины при использовании для сушки раствора ЛаС определяли путем смачивания среза водным раствором азотнокислого серебра АЛ , что вызывало окрашивание пропитанной зоны вследствие образования хлорида серебра АСЙ белый цвет . Глубину проникновения раствором ЛаЛ оценивали визуально по более темной окраске. Количество поглощенной древесиной соли определяли путем сравнения массы сухой древесины с солью и без нее после экстрагирования в дистилированной воде . Надо отметить, что определение глубины проникновения растворов и количества поглощенной соли описанными в работе методами дает только качественную картину процесса. Изменение полей температуры получены медь Константиновыми термопарами, измерительные спаи которых были вставлены в отверстия
высверленные в кромках образцов . Отверстия после заделки термопар были плотно закрыты пробками из древесины той же породы. Для термостатирования холодных спаев использовали сосуд Дьюара. В качестве вторичного прибора использовали милливольтметр марки М. Внутренние напряжения в древесине контролировали по силовым секциям, а остаточные напряжения по ГОСТ 3. Для проведения экспериментов была создана специальная установка с системой автоматического регулирования температуры раствора. Эксперименты показали принципиальную возможность сушки древесины в растворах солей при температуре как ниже, так и выше 3 К опыты проводились при температуре раствора 3, 3, 1, 9, 3, 8 К , , 1. Однако низкотемпературный при температуре ниже 3 К вариант процесса не обеспечивал интенсивной сушки. Это обусловлено активным проникновением соли в древесину. Из анализа полученных в работах , , 1 полей температуры и влагосодержания следует, что при температуре выше 3 К сушка протекает как типичный высокотемпературный процесс, сопровождающийся периодом стабилизации температуры центральных слоев на уровне примерно 3 К и заглублением зоны выкипания свободной влаги. При этом перенос влаги к поверхности образца обусловлен в начале влиянием внутреннего избыточного давления, а затем, после выкипания свободной влаги, связанная влага перемещается благодаря градиенту относительной упругости пара , . Небольшая глубина проникновения соли для данного случая объясняется резким понижением влажности вследствие выкипания свободной влаги. Это вызывает уменьшение коэффициента диффузии соли в древесине. К . При сушке березовых образцов продолжительность процесса меньше примерно в два раза, чем в перегретом паре при температуре К и в четыре раза, чем при форсированных режимах , 9. Как видно из данных, приведенных на рис. В работах , , 1 показано, что практическое значение может иметь лишь высокотемпературный вариант процесса при температуре выше 3 К, обеспечивающий незначительное проникновение соли в древесину 0,,4 м и низкое конечное влагосодержание в непропитанной зоне 0,0,. Это утверждение представляется спорным для сушки низкопроницаемых пород древесины. Для того, чтобы дать на этот вопрос точный ответ, необходимо рассмотреть картину развития внутренних напряжений совместно с изменением полей температуры и влагосодержания, а также физикомеханических характеристик при проникновении соли в древесину. В работе особое внимание уделено вопросу о специфическом развитии внутренних напряжений при сушке древесины в гигроскопических растворах. На протяжении всего процесса наружные слои образцов древесины остаются влажными вследствие контакта с раствором и в них не возникают растягивающие напряжения. Это полностью исключает появление наружных трещин. При удалении связанной влаги из внутренних слоев в них возникают растягивающие напряжения, так как пропитанные раствором поверхностные слои препятствуют усадке. Рис.