Ресурсозберігаюча технологія конвективного сушіння пиломатеріалів із заданими показниками його якості
Аналіз формування поняття якості сушіння та його показників. Дослідження кінетики сушіння пиломатеріалів у низькотемпературних камерах. Методика прогнозування якості сушіння пиломатеріалів. Технологія сушіння пиломатеріалів із заданими показниками якості.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 14.09.2015 |
Размер файла | 92,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національний лісотехнічний університет України
Пінчевська Олена Олексіївна
УДК 674.047
РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧА ТЕХНОЛОГІЯ КОНВЕКТИВНОГО СУШІННЯ ПИЛОМАТЕРІАЛІВ ІЗ ЗАДАНИМИ ПОКАЗНИКАМИ ЙОГО ЯКОСТІ
Спеціальність: 05. 23.06 - Технологія деревообробки, виготовлення меблів та виробів з деревини
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
ЛЬВІВ - 2008
ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС
Робота виконана в Національному аграрному університеті України Кабінету Міністрів України
Науковий консультант:
доктор технічних наук, професор
Бехта Павло Антонович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри хімічної технології переробки деревини
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, професор Соколовський Ярослав Іванович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри обчислювальної техніки і моделювання технологічних процесів
лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, доктор технічних наук, член-кореспондент НАН України Снєжкін Юрій Федорович, Інститут технічної теплофізики НАН України, заступник директора
заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор, Іноземцев Георгій Борисович, Національний аграрний університет України, професор кафедри електрифікованих технологій
Захист відбудеться ”_10_” _грудня_ 2008 р. о _11__ год. На засіданні спеціалізованої вченої ради Д.35.072.04 в Національному лісотехнічному університеті України, 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного лісотехнічного університету України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.
Автореферат розісланий „_06_” __листопада______ 2008 р.
Виконуючий обов'язки вченого секретаря
спеціалізованої вченої ради
доктор технічних наук, доцент Озарків І.М.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Технічне переоснащення лісопромислового комплексу та технологічне вдосконалення виробничих процесів сприяє підвищенню ефективності виробництва, збереженню енергетичних та сировинних ресурсів, що забезпечує успішну реалізацію програми розвитку держави. Майже 90% свіжопиляної деревини, що використовується для виготовлення виробів з неї, потребує сушіння. Підвищення якості сушіння призводить до отримання надійно виготовленої продукції, подовження терміну експлуатації виробів з деревини і, тим самим, до збереження лісових ресурсів.
Якість сушіння традиційно визначають після проведення процесу, тобто за фактом, коли суттєва зміна наслідків потребує додаткових енерговитрат. Вироби, виготовлені з неякісно висушеної деревини, можуть руйнуватися, змінювати свою форму вже в процесі експлуатації. І це вже незворотні втрати такого цінного продукту, як деревина. Тому розроблення технології сушіння пиломатеріалів із заданими показниками його якості позбавить споживача від незапланованих втрат та гарантує якість сушіння в камері за певною категорією якості сушіння.
Таким чином, попередження негативних наслідків процесу сушіння пиломатеріалів, а саме, невідповідності експлуатаційної вологості, значного розсіювання кінцевої вологості в партії матеріалу, наявності суттєвих залишкових напружень, є актуальною задачею досягнення заданого рівня якості сушіння деревини. Вирішення її ускладнюється тим, що деревина є природним матеріалом, якому притаманні не тільки вади будови, але й значна мінливість фізичних та механічних властивостей.
Розроблення теоретичних основ прогнозування якості сушіння з врахуванням мінливості властивостей деревини та середовища, в якому вона висушується, сприятиме вирішенню науково-технічної проблеми вдосконалення технології сушіння пиломатеріалів із забезпеченням необхідних споживчих властивостей. Пошук шляхів вдосконалення якості сушіння, можливість передбачення його результату до реалізації процесу має не тільки науково-практичну цінність, але й важливе народно-господарське значення для збереження енергетичних та лісових ресурсів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною науково-дослідних робіт, які виконувалися і виконуються у відповідності з основними напрямками наукової діяльності Українського науково-дослідного інституту механічної обробки деревини та Національного аграрного університету України. Роботу виконано згідно з: НДР УкрНДІМОД «Розробити модульну лісосушильну камеру і організувати її виробництво» (№ 0193 U003743 1992-1994рр., автор - відповідальний виконавець); НДР УкрНДІМОД «Розробити методи та засоби зниження витрат енергоресурсів під час сушіння деревини» ( № 0192 U032712, 1996р., автор - виконавець розділів 1,2.4); НДР УкрНДІМОД «Визначити можливість вдосконалення діючих лісосушильних камер з метою скорочення енерговитрат» (№ 0197 U006197 ,1995- 1996рр., автор - відповідальний виконавець); НДР УкрНДІ «Ресурс» «Проаналізувати конструкції лісопильного та сушильного обладнання вітчизняного та зарубіжного виробництва з урахуванням техніко-економічних і вартісних характеристик та видати рекомендації для застосування підприємствами галузі» ( № 0104 U006776, 2004 р., автор - відповідальний виконавець); НДР НАУУ «Провести дослідження і розробити нормативно-технічну документацію оцінки якості сушіння пиломатеріалів з врахуванням мінливості аеродинамічних характеристик сушарок та вимог європейських стандартів» (№ 0106 U005967, 2006 р., автор - керівник); НДР НАУУ «Розроблення національного стандарту «Вологість деревини. Методи визначення» (№ 0105 U005801, 2005-2006 р., автор - керівник); НДР НАУУ «Розроблення національних стандартів, у т.ч. ДСТУ «Деревина. Визначення радіальної та тангентальної усушки»; ДСТУ «Лісоматеріали пиляні. Метод оцінки якості сушіння» (№ 0106 U007620, 2006-2007 р., автор - керівник); НДР НАУУ «Розробити енергозберігаючу технологію конвективного сушіння пиломатеріалів в камерах періодичної дії з використанням теплоутилізаторів, що працюють на деревних відходах» ( № 0106 U005708, 2006-2008 рр., автор - керівник).
Мета роботи - розроблення ресурсозберігаючої технології конвективного сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід деревини шляхом прогнозування та забезпечення заданого рівня якості сушіння, яка базується на визначенні меж розсіювання їх кінцевої вологості у випадкових умовах кінетики сушіння.
Завдання досліджень. Мета досягається вирішенням наступних задач:
· проведення аналізу досліджень детермінованого процесу сушіння пиломатеріалів для можливості оцінювання якості сушіння;
· визначення закону розподілення випадкової величини - кінцевої вологості пиломатеріалів шляхом аналізу її розсіювання та описання процесу сушіння пиломатеріалів за умов стохастичної невизначеності;
· розроблення методу розрахунку кінетики сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід деревини в низькотемпературних камерах;
· визначення алгоритму розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів в штабелі з врахуванням випадкових початкових та граничних умов під час сушіння в низькотемпературних лісосушарках;
· визначення аналітичної залежності рівномірності швидкісного та температурного полів камер з різним видом кільця циркуляції сушильного агента та розроблення методу прогнозування якості сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід у конвективних лісосушарках;
· розроблення технології конвективного сушіння пиломатеріалів, рекомендацій з підвищення якості сушіння, збереження енергетичних та сировинних ресурсів;
· для оцінювання величини залишкових напружень в пиломатеріалах визначити ефективність використання виробничого методу їх контролю.
Об'єкт дослідження - процеси сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід деревини в умовах стохастичної невизначеності.
Предмет дослідження - закономірності розсіювання поточної вологості пиломатеріалів у процесі сушіння з врахуванням ймовірнісного розсіювання властивостей деревини та агента сушіння для прогнозування і забезпечення заданих показників якості сушіння пиломатеріалів.
Методи дослідження. У дисертації використані методи теорії тепломасоперенесення, теорії ймовірностей та теорії стохастичних диференціальних рівнянь в частинних похідних для проведення теоретичних досліджень кінетики сушіння пиломатеріалів в конвективних лісосушарках; методи експериментальних досліджень та математичної статистики для визначення закону розподілення випадкової величини - кінцевої вологості пиломатеріалів, розсіювання початкових умов - початкової вологості пиломатеріалів, теплових та аеродинамічних полів сушарок; методи теорії пружності та пластичності для визначення величини залишкових внутрішніх напружень в пиломатеріалах після сушіння.
Наукова новизна одержаних результатів. Базуючись на законах тепломасообміну нестаціонарних процесів дістала розвитку теорія сушіння пиломатеріалів в умовах стохастичної невизначеності кінетики процесу шляхом врахування фактичного розсіювання фізичних властивостей деревини, аеродинамічних та теплових полів лісосушарок.
Вперше отримані закономірності розсіювання кінцевої вологості пиломатеріалів в умовах стохастичної невизначеності за допомогою стохастичних диференціальних рівнянь у частинних похідних з ймовірнісними характеристиками аеродинамічних та теплових полів сушарок.
Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість прогнозування та забезпечення заданого рівня якості сушіння пиломатеріалів, що враховує фактичне розсіювання їх початкової вологості, рівноважної вологості залежно від зміни параметрів сушильного агента в штабелі.
Експериментально встановлено, що криві кінетики сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід деревини в низькотемпературних камерах мають - подібну форму. Для врахування затримки перерозподілу вологи в необмеженій пластині внаслідок від'ємного температурного градієнту запропоновано введення джерела вологи у вираз для математичного сподівання, яке змінюється за експоненціальним законом.
Вперше розроблено метод розрахунку кінетики сушіння пиломатеріалів в низькотемпературних камерах, який з достатньою достовірністю при коректних припущеннях в практиці наукових досліджень дозволяє здійснювати побудову усереднених аналітичних кривих сушіння пиломатеріалів певної породи та товщини.
Виявлені закономірності впливу товщини пиломатеріалів та базової густини хвойних та листяних порід на термодинамічні характеристики деревини, на базі яких побудовані залежності термодинамічних характеристик деревини від густини та товщини пиломатеріалів і отримані розрахункові співвідношення для адекватного прогнозування зміни середньої поточної вологості в партії висушуваних пиломатеріалів.
Вперше на базі отриманих закономірностей змінювання температурних полів камер протягом сушіння залежно від змінювання їх аеродинамічних полів, визначена можливість кількісного описання та прогнозування розсіювання температурного поля в партії висушуваних пиломатеріалів, його вплив на якість сушіння пиломатеріалів в камерах з горизонтальним та вертикальним кільцем циркуляції сушильного агента.
Вперше отримана залежність дисперсії кінцевої вологості від випадкових початкових та граничних умов в низькотемпературних камерах, яка дозволяє визначити дисперсію кінцевої вологості пиломатеріалів залежно від дисперсії їх поточної вологості та вибрати квазіоптимальний режим сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід деревини.
Теоретично та експериментально підтверджена ефективність застосування методу контролю залишкових внутрішніх напружень у виробничих умовах для оцінювання їх величини після висушування за різними технологіями проведення процесу.
Практичне значення одержаних результатів полягає у реалізації досліджень у вигляді інженерних методів, алгоритмів розрахунку кінетики сушіння пиломатеріалів в низькотемпературних камерах, експрес-методу попередньої оцінки якості сушіння пиломатеріалів хвойних та листяних порід в конвективних сушарках різних конструкцій. Практичну цінність роботи представляють: експериментально визначені значення коефіцієнтів вологопровідності деревини вільхи, які стали базою для отримання рівняння кінетики сушіння вільхових пиломатеріалів та прогнозування якості їх сушіння в низькотемпературних камерах; метод визначення розсіювання теплових полів лісосушарок протягом процесу сушіння на базі експериментально визначених їх аеродинамічних полів; експериментально підтверджена ефективність використання методу силових секцій для виробничого визначення величини залишкових внутрішніх напружень після висушування в конвективних лісосушарках за різними технологіями проведення процесу.
Результати дисертаційної роботи стали основою для розроблення першого національного стандарту з оцінювання якості сушіння пиломатеріалів (ДСТУ «Пилопродукція. Оцінювання якості сушіння»).
Розроблену технологію забезпечення якісного сушіння пиломатеріалів впроваджено на: ТОВ «Падуб М» (акт від 11.02.2008 р.), ВАТ «Видубичі» (акт від 18.04.2008 р.), ВАТ «Білицький ДОК» (акт від 14.01.2008 р.).
Результати теоретичних та експериментальних досліджень кінетики сушіння пиломатеріалів в низькотемпературних конвективних камерах, вдосконалення аеродинамічних та теплових полів лісосушарок, що дозволяють отримати пиломатеріали, висушені за необхідною категорією якості, використовуються у навчальному процесі при читанні таких дисциплін: «Проектування пристроїв для сушіння пиломатеріалів», «Теплові процеси деревообробки», «Деревинознавство з основами товарознавства».
Особистий внесок здобувача полягає в аналізі стану проблеми, обґрунтуванні та розробці наукової концепції і теми дисертації, формуванні мети та завдань виконаної роботи, розробленні програм та методик досліджень, узагальненні даних, розробленні технічних рішень і науково-практичних рекомендацій.
У спільних розробках вклад автора становить більше ніж 70%, конкретний внесок у ці праці вказаний у авторефераті в переліку публікацій за темою дисертації.
Апробація роботи. Основні положення дисертації та окремих розділів доповідались, обговорювались та отримали позитивну оцінку на: засіданнях Регіональної Координаційної ради з сучасних проблем деревинознавства, основаної під егідою Міжнародної академії наук про деревину (IAWS), в період з 1997 по 2008 роки; Міжнародній практичній конференції «Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии» (25 - 29 жовтня 1999, Київ); науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу ННі ЛіСПГ НАУУ в період з 2001 по 2008 роки; IV Міжнародному симпозіумі «Строение, свойства и качество древесины - 2004» (13 - 16 жовтня 2004, С.-Петербург); Спеціалізованих виставках машин і обладнання для лісового господарства, деревообробної та меблевої промисловості: «Лісдеревмаш» ( 6 жовтня 2004; 5-6 жовтня 2005, Київ); Міжнародній спеціалізованій виставці «Примус: Деревообробна промисловість» (20-23 квітня 2004, 2-10 жовтня 2006, Київ); ІІ Міжнародній науково-практична конференції «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005» (11-14 жовтня 2005, Москва); ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Теория и практика стандартизации лесоматериалов» (26-27 червня 2006, Київ); V Міжнародному симпозіумі «Строение, свойства и качество древесины - 2007» (2 - 4 жовтня 2007, Красноярськ); ХХІ Міжнародній конференції «Drevo -material XXI wieku» ( 12-14 листопада 2007, Варшава); науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу НЛТУУ в період з 2006 по 2008 роки; VIІ Міжнародному симпозіумі «Composite wood materials» ( 25-27 червня 2008, Зволен); VI Міжнародній науковій конференції «Chip and chipless woodworking processes» (11-13 вересня 2008, Зволен).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 35 праць, у тому числі 2 монографії, 23 наукові статті (з яких 13 статей опубліковано самостійно), 7 у матеріалах і тезах доповідей і 3 патентах України.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, семи розділів, висновків, додатків. Основна частина викладена на 300 стор., з яких 273 стор. основний текст, проілюстрована 86 рисунками та 46 таблицями. Список використаної літератури включає 249 назв. В додаток (351 стор., окремий том) включено дані експериментальних досліджень, результати розрахунків на ЕОМ, матеріали щодо впровадження і використання результатів досліджень.
Автор вдячний професорові, д.ф.-м.н. М.Н.Феллеру та доценту, к.т.н. Б.Л. Головінському за увагу до роботи під час її виконання.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі проаналізовано стан науково-технічної проблеми, обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, показано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі наведено ретроспективний аналіз формування поняття якості сушіння, його показників. Розглянуті сучасні вимоги до показників якості сушіння пиломатеріалів. Виявлено розбіжність між трактуванням поняття «якості сушіння» пиломатеріалів у вітчизняних та європейських нормативних документах, що зумовлюють необхідність подальшого вивчення вимог до показників якості сушіння.
Суттєвий вклад в дослідження якості сушіння пиломатеріалів внесли Я.М.Мініович, М.Я.Любімов, М.С.Селюгін, М.М. Чулицький, І.В.Кречетов, Б.С.Царьов, П.С.Серговський, М.В.Красновський, Л.В.Сахновський, Б.Н.Уголєв, П.В.Білей, М.В.Скуратов, Є.С.Богданов, що дозволило визначити такі показники якості сушіння: середню кінцеву вологість пиломатеріалів, розсіювання її в партії пиломатеріалів, перепад вологості за поперечним перетином матеріалу, умовний показник залишкових внутрішніх напружень.
Відмічено, що визначення показників якості сушіння пиломатеріалів відбувається після проведення процесу сушіння, що не дозволяє змінити вже отриманий результат. Процес сушіння пиломатеріалів є найбільш тривалим, малодоступним для поточного корегування та енергоємним з усіх технологічних процесів оброблювання деревини, тому прогнозування можливого результату сприятиме збереженню як енергетичних, так і сировинних ресурсів.
Незважаючи на достатню кількість теоретичних та експериментальних робіт з даної наукової проблеми, весь їх науковий доробок був спрямований на визначення показників якості сушіння та їх значень. Тому впливати на якість сушіння пиломатеріалів можливо лише за умови прогнозування показників якості сушіння, а саме кінцевої вологості пиломатеріалів та її розсіювання в партії.
Виявлені чинники, які впливають на процес якісного сушіння пиломатеріалів - якість висушуваного матеріалу, розсіювання фізичних характеристик матеріалу (його початкової вологості, вологопровідності, густини тощо) та параметрів сушильного агента (аеродинамічного та теплового полів в сушарці).
Аналіз досліджень прогнозування якості сушіння пиломатеріалів вказує на наявність двох підходів щодо вирішення даної проблеми. О.Є Земцовський провів розрахунки коефіцієнту варіації кінцевої вологості пиломатеріалів та її перепаду за перетином числовим методом. При цьому автор не враховував вплив особливостей конструкції лісосушарки на кінцевий результат. Інший підхід належить М.Н.Феллеру, який запропонував описання процесу сушіння пиломатеріалів стохастичною моделлю з випадковими початковими умовами.
Про переваги останнього методу свідчить те, що деревина є матеріалом рослинного походження, якому притаманна значна мінливість властивостей. Це підтверджено дослідженнями Р.П.Алпаткіної, П.С.Серговського, Г.С.Шубіна, Е.Б.Щедриної, І.П.Федишина, І.В.Кречетова, П.В.Білея, Б.Л.Головінського, A.Stamm, І.С. Вінтоніва з розсіювання фізичних властивостей деревини; І.М Меркушева., А.К.Пухова, Є.С.Богданова, П.В.Білея, S.F. Ledig, K.-E.Militzer, S. Riley, H. Wiedeman, N. Nassif, J. Gostelow з розсіювання аеродинамічних полів лісосушарок.
Традиційно процес конвективного сушіння пиломатеріалів описують рівнянням вологопровідності з детермінованими початковими умовами та граничними умовами ІІІ роду - О.В.Ликов, А.С. Гінзбург, П.С.Серговський, Д.М.Стерлін, F.Kollmann, Т. Ломідзе, П.В.Білей, Я.І.Соколовський, І.М.Озарків. Розв'язок цього рівняння відносно терміну сушіння використано П.С.Серговським, Г.С. Шубіним тощо для розробки графоаналітичного та табличного методів визначення тривалості сушіння до необхідної кінцевої вологості пилопродукції з основних промислових порід деревини. Розв'язок рівняння вологопровідності відносно поточної вологості матеріалу дає можливість побудувати криву кінетики сушіння необмеженої пластини та визначити очікувану кінцеву вологість за певний термін сушіння. При цьому не враховуються особливості сушіння партії пиломатеріалів, а саме розсіювання фізичних властивостей деревини, аеродинамічних та теплових полів в штабелі. Уявлення сушіння пиломатеріалів випадковим процесом з випадковими початковими та граничними умовами дає можливість отримати не тільки середнє значення кінцевої вологості, але й її розсіювання в партії висушуваного матеріалу.
Аналіз конструкцій сучасних лісосушарок показав, що на ринку сушильного обладнання відбулися суттєві зміни. Переважною більшістю камери стали переводити на водяне теплозабезпечення, яке забезпечується за рахунок спалювання відходів деревини в індивідуальних паливних пристроях. Це призвело до використання пом'якшених режимів сушіння та збільшення місткості камер за одночасним завантаженням для збереження продуктивності. Значні зміни сталися у конструкціях вентиляторних пристроїв, в основу розрахунку яких покладено необхідність створення потужної циркуляції повітря в штабелях пиломатеріалів. На українському ринку лісосушильне обладнання представлено досить вагомо, однак жодна з фірм в технічній характеристиці сушарки не наводить дані про випробування камер, реальне розподілення теплових та аеродинамічних полів, забезпечення камерою тої чи іншої категорії якості сушіння.
Існуючі стандартні режими та технологія сушіння розроблені на основі теоретичних досліджень процесу сушіння пиломатеріалів та підкріплені виробничим досвідом. Реалізація їх в сучасних камерах з водяним теплозабезпеченням ускладнена внаслідок неможливості досягнення обумовлених параметрів сушильного агента. Режими, що пропонуються фірмами-виробниками лісосушарок, є результатом практичного досвіду і розроблені під конкретну конструкцію камери. Рекомендувати їх для широкого використання без «прив'язки» до камери та властивостей висушуваного матеріалу, означає, що процес сушіння буде проводитись «всліпу» з малоймовірною можливістю досягнення якісного сушіння за окреслений час.
Незважаючи на достатню кількість робіт, необхідно зазначити, що переважно вони стосуються вирішення задач оцінювання якості сушіння пиломатеріалів після завершення процесу. На сьогоднішній день майже відсутні фундаментальні дослідження з методів забезпечення заданої категорії якості сушіння пиломатеріалів. Наявні дослідження недостатньо універсальні і можуть бути застосовані лише для часткових випадків.
Аналіз процесів та чинників, які впливають на якість сушіння деревини, дозволив визначити напрями, мету і задачі дослідження.
У другому розділі розглядаються питання розподілення випадкової величини - кінцевої вологості пиломатеріалів. Оскільки в європейському стандарті з оцінювання якості сушіння відсутній показник середнього квадратичного відхилення кінцевої вологості, то можливо що під час висушування пиломатеріалів у сучасному обладнанні з використанням пом'якшених режимів сушіння, розподілення вологості може підпорядковуватися іншому закону розподілення випадкової величини. Проведені експериментальні дослідження кінцевої вологості пиломатеріалів підтвердили гіпотезу про її нормальний закон розподілення.
Для критерію оцінки якості сушіння прийнято середнє квадратичне відхилення випадкової величини - кінцевої вологості пиломатеріалів , яке залежить від інших випадкових величин - початкової вологості, теплофізичних властивостей деревини, розподілення аеродинамічних полів у сушарці. Тому слід вважати, що процес сушіння пиломатеріалів має стохастичний характер.
З метою з'ясування вимог до величини проведені вимірювання кінцевої вологості пиломатеріалів у камерах різних конструкцій: СПЛК-2 (ДОК-7), “Nardi”, “Copcal” та “Termolegno”) на ВАТ „Видубичі”. Пиломатеріали висушувалися за м'якими режимами з температурою в кінці процесу °С до середньої кінцевої вологості . Отримані результати, порівняно з вимогами РТМ та КТМ до відхилень кінцевої вологості окремих пиломатеріалів у партії від заданої кінцевої вологості для другої категорії якості сушіння, свідчать про правомірність підвищення вимог до якості сушіння, запропонованих КТМ, шляхом зменшення величини розсіювання кінцевої вологості.
Для низькотемпературних процесів, які характеризуються невеликими градієнтами температури, побудову кривої кінетики сушіння здійснюють на основі розв'язку відомого диференціального рівняння вологопровідності з усередненими початковими та граничними умовами. Таке моделювання процесу сушіння пиломатеріалів детермінованою моделлю не враховує розсіювання початкових та граничних.
Вперше М.Н. Феллером було запропоновано подання процесу сушіння за допомогою диференціального рівняння в частинних похідних, яке враховує випадковий характер початкових та граничних умов, а також імовірнісну залежність фізичних характеристик деревини і побудовано стохастичну модель сушіння необмеженої пластини. Її розв'язком є нестаціонарний випадковий процес зміни вологості деревини в часі, характеристиками якого, враховуючи гаусовість випадкових величин, є моменти першого та другого порядку. Ним були одержані рівняння для визначення вказаних моментів за імовірнісних характеристик тільки початкової вологості деревини, початкової вологості і граничних умов; отримано алгоритм розрахунку мінливості кінцевої вологості пиломатеріалів, що характеризується дисперсією кінцевої вологості, який враховує зміну дисперсії біжучої вологості.
Для експериментальної перевірки розрахунків за вищезгаданим алгоритмом проведено дослідні сушіння хвойних пиломатеріалів із різними початковими умовами ( та ) в камерах описаних конструкцій. Розрахунки проводилися із застосуванням режимів, що використовувались підприємствами. В усіх випадках сушіння здійснювалося до експлуатаційної вологості за режимами з температурою С. У камері СПЛК-2 чітко простежується як за розрахунками, так і за експериментальними даними, зниження нерівномірності сушіння у разі завантаження камери пиломатеріалами з майже однаковою початковою вологістю (). У камерах “Nardi” та “Termolegno” було висушено матеріал схожий за товщиною та рівнем початкової вологості. Нерівномірність розподілення у штабелі вихідної вологості була дуже високою в обох випадках, але в камері “Nardi” - вищою, що повинно було б спричинити також більшу нерівномірність кінцевої вологості. Але дослідні та розрахункові дані показали зворотний результат, що пов'язано як із використанням фірмою “Nardi” м'якших режимів зі значно більшою тривалістю процесу, так і з особливостями конструкції камери.
Таким чином, алгоритм розрахунку з врахуванням випадкової початкової вологості пиломатеріалів, може застосовуватися лише для прогнозування розкиду кінцевої вологості пиломатеріалів у конкретній камері у разі застосування різних режимів.
Для врахування впливу режимних параметрів, які відтворюються в камерах різних конструкцій та доцільності застосування в них різних режимів з метою підвищення якості сушіння, розроблено алгоритм розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів із випадковими граничними умовами - рівноважною вологістю, коефіцієнтом вологообміну, що враховують нерівномірність розподілення аеродинамічних та теплових полів у сушарках.
Розроблено математичну модель процесу сушіння з урахуванням випадкових параметрів середовища камери. Процес сушіння пиломатеріалів зображено у вигляді стохастичної моделі з випадковими граничними умовами, що характеризують камеру: коефіцієнтом вологообміну та рівноважною вологістю (, - імовірнісний простір)
, (1)
де - коефіцієнт вологопровідності; - початкова вологість, - половина товщини дошки; - випадкова функція вологості. Зазначимо, що коефіцієнт вологообміну та рівноважна вологість деревини - випадкові величини.
Рівняння для визначення математичного сподівання зміни вологості в часі () має вигляд
, (2)
а рівняння для зміни характеристик флуктуацій вологості деревини () мають вигляд
. (3)
Розв'язок рівнянь (2) та (3) дозволив отримати алгоритм розрахунку розсіювання кінцевої вологості пиломатеріалів (4), що характеризується дисперсією кінцевої вологості, яка враховує зміну дисперсії поточної вологості у разі зміни параметрів режиму сушіння з врахуванням розсіювання аеродинамічних та теплових полів лісосушарок
. (4)
Реалізація рівняння (4) відбувається за умови наявності значень коефіцієнтів вологопровідності, вологообміну, експериментально визначених середніх значень швидкості циркуляції і температури сушильного агента та їх розсіювання в штабелі.
Розрахунки дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів із врахуванням вказаних умов, довели перевагу м'яких багатоступеневих режимів сушіння в камерах всіх досліджуваних конструкцій.
Співставлення розрахункових та експериментальних даних розсіювання кінцевої вологості в камерах із паровим теплопостачанням (УЛ-2 та КСМ) показало їх задовільну відповідність. Отже запропонований алгоритм розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів можна використовувати для прогнозування якості сушіння у разі застосування стандартних режимів сушіння. Використання розробленого алгоритму (4) розрахунку розсіювання кінцевої вологості пиломатеріалів у штабелі для камер з водяним теплозабезпеченням (АСК, “Copcal”, “Termolegno”, СПЛК-2) показало, що результати розрахунку значно відрізняються від експериментальних даних, що пов'язано зі спрощеним описанням процесу низькотемпературного сушіння рівнянням вологопровідності.
Третій розділ присвячено дослідженням кінетики сушіння пиломатеріалів у низькотемпературних камерах. Встановлено, що рівняння вологопровідності задовільно описує процес сушіння пиломатеріалів у разі використання попереднього нагрівання в насиченому середовищі за підвищеної температури сушильного агента. Таке прогрівання у технологічному процесі сушіння пиломатеріалів у парових лісосушарках є обов'язковою операцією.
У камерах із водяним теплопостачанням прогрівання матеріалу відбувається повільно у разі підвищення температури сушильного агента за відносної вологості повітря (). Паралельно з нагріванням матеріалу спостерігається його сушіння, яке відбувається за змінної, а не постійної, як рекомендовано режимами згідно ГОСТ 19773-84, температури змоченого термометра. Криві кінетики сушіння в таких камерах відрізняються від традиційних експоненціальних кривих, вони мають -подібну форму. Випаровування вологи з поверхні пиломатеріалу спричиняє зниження його температури, а в міру заглиблення зони випаровування спостерігається зниження температури внутрішніх шарів деревини порівняно з температурою поверхні. За таких умов описання процесу сушіння рівнянням вологопровідності, яке не враховує вплив температурних полів на перерозподіл вологи в деревині, дає значну похибку - .
Така різниця між розрахунковими та експериментальними даними може бути апроксимована виразом
, (5)
де - коефіцієнти.
Рівняння (5) відповідає введенню додаткового джерела зволоження у вираз (2) для визначення математичного сподівання змінювання вологості в штабелі на протязі сушіння, яке змінюється за експоненціальним законом. Тому для врахування температурної складової в процесі перерозподілення вологи в необмеженій пластині нами використано рівняння, яке імітує вплив температурних полів шляхом введення джерела вологи у вигляді
, (6)
де - максимальна потужність джерела; - постійна, яка враховує відносну швидкість зміни питомої потужності джерела.
Моделювання процесу шляхом введення джерела вологи дає можливість забезпечити відповідність теоретичних кривих кінетики сушіння експериментальним даним, а також врахувати вплив температурних полів залежно від зміни режимних параметрів, тобто за кожних нових параметрів сушильного агента враховується гальмівна дія джерела вологи.
Уявлення процесу сушіння пиломатеріалів у низькотемпературних конвективних лісосушарках як результат комплексної дії явища вологопровідності та термовологопровідності з внутрішнім джерелом вологи перетворює задачу динаміки зміни вологості, тобто першого моменту, на рівняння
(7)
.
Розв'язок цієї задачі відносно значення поточної вологості пиломатеріалів, вимагає достатньо складних експериментів для визначення термодинамічних коефіцієнтів деревини. Тому нами застосовано зворотній метод теплопровідності та масообміну, який оснований на використанні загального рівняння масопередачі. В результаті отримано рівняння (8) для визначення поточного вологовмісту пиломатеріалів, що висушуються в низькотемпературних камерах, виду
технологія сушіння пиломатеріал якість
. (8)
Для його практичного використання необхідним є визначення коефіцієнтів, що характеризують потужність джерела вологи та швидкість її спадання, які були визначені за експериментальними кривими кінетики сушіння пиломатеріалів товщиною 30, 40 та 50 мм, що мають найбільше розповсюдження на підприємствах і охоплюють широку гаму виробів з деревини. Вибір досліджуваних порід деревини проводився також з врахуванням розповсюдження на підприємствах представників хвойних - сосна, та листяних порід: дуб (кільцесудинна порода), вільха (розсіяносудинна порода).
Попередньо для деревини вільхи експериментальним шляхом з використанням методу контактного зволоження визначені значення коефіцієнта вологопровідності в діапазоні температур °С. Отримано залежності коефіцієнтів вологопровідності вільхи в тангенціальному та радіальному напрямках(см2/с) від температури (°С), які виражаються
; (9)
, (10)
і використані для побудови кривих кінетики сушіння пиломатеріалів з вільхи.
Розроблено метод розрахунку кривих кінетики сушіння пиломатеріалів, який дозволяє здійснювати побудову аналітичних кривих сушіння пиломатеріалів певної породи та товщини, максимально наближених до експериментальних; узагальнювати отримані коефіцієнти та робити побудову теоретичних кривих сушіння з узагальненими коефіцієнтами. Таким способом були отримані рівняння (11-19) кінетики сушіння для пиломатеріалів товщиною 30, 40 та 50 мм з таких порід деревини:
сосни:
; (11)
; (12)
; (13)
вільхи
; (14)
; (15)
; (16)
дуба
; (17)
; (18)
. (19)
Результати розрахунків за рівняннями (12), (15) і (18) з окресленим розсіюванням поточної вологості в межах , де - середнє квадратичне відхилення. Можна побачити, що для більшості процесів сушіння спостерігається відповідність між експериментальними і розрахунковими даними.
Аналіз отриманих розрахункових даних кривих кінетики сушіння дозволив виявити такі закономірності (як у межах кожної породи, так і між породами деревини): між співвідношенням коефіцієнтів і товщиною пиломатеріалу для кожної з визначених порід існує лінійна залежність, співвідношення коефіцієнтів двох порід дорівнює оберненому співвідношенню базових густин; для всіх трьох охоплених дослідами порід деревини значення коефіцієнтів зменшується у разі збільшення товщини матеріалу і може бути представлено степеневою функцією виду
(20)
Оскільки рівняння кінетики сушіння (11-19) перевірені на адекватність експериментальним даним за однорідністю середніх значень вологості пиломатеріалів та однорідністю їх дисперсій, побудову відповідних рівнянь для інших порід деревини можливо проводити з використанням отриманих закономірностей (рис.6). З цією метою були виконані розрахунки коефіцієнтів кривих сушіння букових пиломатеріалів і отримано відповідні рівняння кінетики сушіння (21-23) для пиломатеріалів товщиною 30, 40, 50 мм:
; (21)
; (22)
. (23)
Розрахунки за рівняннями (21-23) та порівняння з експериментальними даними австрійської фірми “Vanicek” показали їх достатню хорошу відповідність.
У четвертому розділі запропоновано метод прогнозування якості сушіння пиломатеріалів, що дозволяє уникнути експериментальних досліджень, пов'язаних зі значними витратами часу, а також з можливими матеріальними витратами внаслідок значної імовірності отримання браку.
З використанням методів теорії ймовірності розроблено скореговану модель процесу сушіння пиломатеріалів, розв'язок якої дозволяє отримати очікувану дисперсію кінцевої вологості пиломатеріалів за умови уявлення випадковими початкових та граничних умов в низькотемпературних лісосушарках. Враховуючи мобільність експериментального визначення, випадковими були прийняті такі величини: початкова вологість матеріалу, рівноважна вологість та коефіцієнт вологообміну. Розсіювання двох останніх величин залежить від рівномірності теплового та аеродинамічного полів камери. Коефіцієнт вологопровідності було прийнято детермінованим, оскільки відсутні дані про його величину та її розсіювання для більшості порід деревини.
Розроблено метод розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів при висушуванні в низькотемпературних камерах, який включає експериментальне визначення дисперсії їх початкової вологості та розсіювання швидкості циркуляції сушильного агента в штабелі, а також відповідні розрахунки з використанням отриманих залежностей для поточної вологості [рівняння (11-19)].
Експериментальна перевірка методу розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів, показала, що теоретичні криві дисперсії поточної вологості пиломатеріалів з деревини сосни, вільхи та дуба товщиною 50 мм, мали задовільний збіг з експериментальними кривими.
Запропонований метод розрахунку дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів, який можна використовувати для визначення очікуваного розсіювання кінцевої вологості в партії пиломатеріалів, що висушуватимуться в камерах різних конструкцій, дає можливість дослідити як вплив нерівномірності початкових умов - розсіювання початкової вологості пиломатеріалів, так і нерівномірності граничних умов - розсіювання аеродинамічних та теплових полів лісосушарок на якість сушіння пиломатеріалів.
Проведені експериментальні дослідження аеродинамічного та температурного полів в усіх досліджених камерах (Розділ 2) показали, що на протязі процесу сушіння спостерігається тенденція зниження нерівномірності температурного поля, що пов'язано зі зміною густини сушильного агента з підвищенням його температури, та геометрії штабеля в результаті всихання пиломатеріалів. Для камер із середньою швидкістю циркуляції сушильного агента в штабелі в межах спостерігається зниження розсіювання теплового поля в 1,2-1,4 рази під час зміни середнього значення температури сушильного агенту в штабелі . У камерах з діапазоном коливань швидкості циркуляції рівномірність теплового поля збільшується в 2,7-3,3 рази за тих самих температурних параметрів. Отримано залежність між розсіюванням швидкісного та теплового полів в штабелях пиломатеріалів, яка описується лінійним рівнянням виду
. (24)
Проведені дослідження дають можливість визначати розсіювання температурного поля камери протягом всього періоду сушіння за результатами фактичних вимірювань аеродинамічного поля в штабелі пиломатеріалів до початку процесу сушіння.
Розрахунки дисперсії кінцевої вологості пиломатеріалів з сосни, вільхи та дуба, які мали різну дисперсію початкової вологості, показали перевагу лісосушарок з меншим коефіцієнтом варіації швидкості циркуляції сушильного агента в штабелі пиломатеріалів. Причому вплив недоліків конструкції сушарки проявлявся більше під час висушування пиломатеріалів з рівномірною початковою вологістю.
П'ятий розділ присвячено розробленню та впровадженню технології сушіння пиломатеріалів із заданими показниками його якості, яка включає вибір квазіоптимальних режимів сушіння та вдосконалення аеродинамічних характеристик лісосушарок.
У зв'язку з чим розглянуто особливості сучасних режимів сушіння досліджуваних порід пиломатеріалів, які дозволили виявити нижче описувані закономірності змінювання режимних параметрів. Всі режими мають однакову тенденцію - підвищення температури від 40 до 80°С та зниження відносної вологості повітря від 80 до 10%. Інтенсивність процесу видалення вологи з деревини характеризується градієнтом сушіння, який може спадати, зростати або залишатися постійним у процесі сушіння пиломатеріалів.
Оскільки розглянуті режими сушіння побудовані з точки зору збереження цілісності матеріалу, то, комбінуючи різні температурні та вологісні параметри в окреслених межах, можна отримати велику кількість режимів і вибрати з них режим, найбільш ефективний режим для конкретної сушарки.
Розроблено методику вибору режиму сушіння, яка дозволяє прогнозувати якість сушіння пиломатеріалів у сушарці з будь-якою фактичною рівномірністю розподілення аеродинамічних та теплових полів за очікуваним розсіюванням їх кінцевої вологості. Проведені розрахунки середнього квадратичного відхилення кінцевої вологості пиломатеріалів з деревини сосни, дуба та вільхи товщиною 50 мм з різною дисперсією їх початкової вологості під час висушування в камерах, що мають теплові поля з різними коефіцієнтами варіації, показали, що за більшої вплив нерівномірності аеродинамічних характеристик камери є менш значним. Така закономірність спостерігається за умови застосування як існуючих, так і штучно побудованих режимів.
Причому, у пиломатеріалів сосни та вільхи характер кривих зміни розсіювання поточної вологості не відрізняється по камерах. Тільки для дубових пиломатеріалів криві набувають іншого вигляду, що пов'язано з достатньо довгим сушінням за низьких температур - 40-45°С, тобто в середовищі з гіршими умовами за розсіюванням теплового поля в сушарці.
Розроблений експрес-метод попередньої оцінки якості сушіння пиломатеріалів дозволяє за результатами нескладних експериментальних вимірювань - розсіювання початкової вологості пиломатеріалів та швидкості циркуляції сушильного агента в штабелі матеріалу, підрахувати очікуване середнє квадратичне відхилення кінцевої вологості за умови використання будь-яких режимів сушіння. За результатами підрахунків можна підібрати квазіоптимальний режим, що забезпечує необхідну якість сушіння в камері або застосувати певні заходи для вдосконалення аеродинамічної схеми сушарки, якщо жоден режим не задовольняє вимогам до якості сушіння.
Експериментальна перевірка запропонованого експрес-методу прогнозування якості сушіння на підприємстві «Падуб М» (табл.1) показала задовільні результати, що свідчить про можливість його використання під час техніко-економічних випробувань лісосушарок з метою вибору енергозберігаючої технології досягнення заданого рівня якості сушіння пиломатеріалів.
Таблиця 1. Результати розрахунку очікуваного розсіювання кінцевої вологості соснових пиломатеріалів товщиною 50 мм () у разі висушування за різними режимами в камері фірми «Падуб М» за різної нерівномірності аеродинамічного поля
Режим фірми «Vanicek» |
Режим 6М |
Режим із постійним градієнтом |
Режим із зростаючим градієнтом |
Режим із спадним градієнтом |
||
46,30 |
±1,54 18* |
±1,74 11,9 |
±2,00 13,4 |
±2,53 12,8 |
±1,42 16,5 |
|
31,81 |
±0,97 |
±1,55 |
±1,81 |
±2,16 |
±1,05 |
|
* - термін сушіння в добах |
Проведені дослідження дозволили сформулювати наступні рекомендації щодо забезпечення заданої категорії якості сушіння пиломатеріалів. Для камер з рівномірним розсіюванням швидкості циркуляції агента сушіння в штабелі пиломатеріалів - будь-який режим забезпечує якісне сушіння за І категорією, навіть для пиломатеріалів зі значною дисперсією початкової вологості. Для камер із задовільним розсіюванням аеродинамічного поля - , якісного сушіння (за ІІ категорією якості) можна досягти шляхом пом'якшення режиму сушіння та, відповідно, збільшенням тривалості процесу сушіння. Камери з нерівномірним швидкісним полем () потребують модернізації аеродинамічної схеми.
Розроблені рекомендації щодо вдосконалення аеродинамічних схем лісосушарок як з горизонтальною, так і вертикальною схемами циркуляції сушильного агента шляхом встановлення поворотних та напрямних екранів, які дозволяють змінити вектор швидкості циркуляції повітря; розміщення кількох штабелів у напрямку циркуляції сушильного агента та розмежування потоків паралельно працюючих вентиляторів, які дозволяють майже в півтора рази знизити коефіцієнт варіації швидкості циркуляції в камері, не підвищуючи при цьому енерговитрат.
Впровадження технології сушіння пиломатеріалів на підприємстві ТОВ «Падуб М» (акт від 31.03.2008 р.) дозволило зекономити 30% енергетичних ресурсів та забезпечити якість сушіння пиломатеріалів з вільхи за ІІ категорією якості, що необхідна для виготовлення меблевих виробів, із гарантованим терміном експлуатації.
Шостий розділ дисертації присвячено вирішенню проблеми контролю напруженого стану деревини у виробничих умовах, оскільки напружений стан деревини як в процесі сушіння, так і після його завершення в багатьох випадках визначає якість висушуваного матеріалу.
Аналіз вітчизняних та європейських нормативних документів з оцінки якості сушіння пиломатеріалів дозволив виявити такі відмінності:
- в європейському стандарті з оцінки якості сушіння пиломатеріалів відсутні вимоги до внутрішніх напружень, лише наведені рекомендації щодо їх визначення за відповідним проектом стандарту у разі виникнення такої необхідності;
- у КТМ для виробничих умов рекомендовані силові секції, але за їх допомогою можна визначити тільки якісну картину - відсутність чи наявність напружень в пиломатеріалах певного знаку без можливості оцінити їхню величину. ГОСТ 11603-73 передбачає визначення пошарового модуля пружності та пружних деформацій шарів, але ця процедура є досить складною і довготривалою та вимагає певної кваліфікації.
Проведені у виробничих умовах ВАТ «Білицький ДОК» дослідження залишкових внутрішніх напружень за стандартним та виробничим способах показали, що у соснових пиломатеріалів товщиною 50 мм, висушених в ежекційних камерах та камерах “Сopcal” до середньої кінцевої вологості , існує лінійний статистичний зв'язок між величиною деформації зубців силових секцій (%) та перепадом напружень за товщиною пиломатеріалу (МПа), зокрема
- для камери “Сopcal”
, (25)
- для ежекційних камер
. (26)
Отримані рівняння (25,26) дозволяють з достатньою точністю визначити величину залишкових внутрішніх напружень у висушеному пиломатеріалі з сосни, не використовуючи еталонний стандартний метод, а лише виробничий за деформацією зубців силових секцій.
Вважається, що метод силових секцій не може об'єктивно характеризувати величину внутрішніх напружень в пиломатеріалах, тому що не передбачає визначення модуля пружності. Оскільки проведені дослідження включали визначення модуля пружності і величини перепаду внутрішніх напружень, то був проведений розрахунок деформацій зубців секцій, вирізаних з цих пиломатеріалів. Порівняння розрахункових деформацій зубців секцій з експериментальними показало їх майже повний збіг, що свідчить на користь використання методу силових секцій для оцінювання величини залишкових внутрішніх напружень в соснових пиломатеріалах. Проведені дослідження можуть лягти в основу визначення аналогічних співвідношень для деревини інших порід.
У сьомому розділі обґрунтовано методологію стандарту, а саме схему та величину вибірки контрольних зразків та перелік показників якості сушіння пиломатеріалів.
Під час висушування деревини можуть виникати дефекти сушіння, які пов'язані як з якістю сировини, так і з недотриманням технології проведення процесу. Введення норм допустимих дефектів сушіння не вписується в поняття якості сушіння. Такий крок був би виправданий у разі застосування стандартизованих режимів і технології сушіння, спрямованих на скорочення тривалості процесу, незважаючи на неспроможність конструкцій сушарок забезпечити необхідну якість сушіння за окреслений термін.
За сучасних умов зросла конкуренція на ринку виробів з деревини, що спонукало до вдосконалення сушильного обладнання, використання м'яких режимів та ретельного дотримання технології сушіння. Тому нормування браку втратило сенс, що відображено і в європейському стандарті з оцінки якості сушіння пиломатеріалів, який не включає тріщин, жолоблення, забарвлення тощо, аргументуючи що допустимість дефектів сушіння визначається специфікацією на продукцію.
Встановлено, що методики відбору зразків для випробувань у вітчизняних та європейських документах є різними. Європейські вимоги передбачають одно- або двоступеневий контроль з випадковим визначенням першого контрольного зразка. Величина вибірки залежить від обсягу завантаження камери і коливається від 20 до 200 зразків. Порівняно з вітчизняними рекомендаціями, де кількість відібраних зразків є однаковою - по 9 зразків з кожного штабелю для різних категорій якості сушіння, точність результатів вимірювання за європейською методикою є вдвічі більшою і відповідає прийнятому в лісовій галузі показнику точності .
Проведені експериментальні дослідження розсіювання початкової та кінцевої вологості пиломатеріалів показали, що європейська методика відбору зразків для визначення якості сушіння партії матеріалу дає більш точні дані і її слід ввести у вітчизняну практику.
Підтверджено, що нормувати показники якості сушіння слід диференційовано за категоріями якості сушіння залежно від призначення висушених пиломатеріалів або заготівок.
До номенклатури показників якості сушіння повинні бути внесені: задана кінцева вологість, допустимі відхилення середньої кінцевої вологості в партії від заданої, допустимі відхилення вологості окремих дощок або заготівок від середньої вологості партії в межах та умовний показник залишкових внутрішніх напружень.
Проведені дослідження дозволили сформувати вимоги до оцінки якості сушіння деревини: рівномірності розсіювання кінцевої вологості в партії висушеного матеріалу та показника залишкових внутрішніх напружень. Отримані експериментальні значення розсіювання кінцевої вологості, дозволяють підвищити вимоги до цього показника за умови застосування квазіоптимальних режимів сушіння.
Наведено проект Національного стандарту України «Пилопродукція. Оцінювання якості сушіння», який включає вимоги до відбору зразків, показників якості сушіння залежно від категорії його якості, методику визначення цих показників та оцінювання якості сушіння партії пилопродукції.
...Подобные документы
Закономірності сушіння дисперсних колоїдних капілярно-пористих матеріалів на прикладі глини та шляхи його інтенсифікації, а саме: зменшення питомих енергетичних затрат на процес, підвищення якості одержаного матеріалу та антропогенний вплив на довкілля.
автореферат [2,4 M], добавлен 11.04.2009Дослідження ринку пиломатеріалів України, формування їх споживних властивостей та якості. Вибір хвойних порід, з яких виготовляють пиломатеріали: модрина, сосна, ялина, кедр та ялівець. Технологічний процес виготовлення елементів стропильної системи.
курсовая работа [202,0 K], добавлен 17.12.2012Застосування процесів сушіння у харчовій технології для зневоднення різноманітних вологих матеріалів. Його тепловий, гідравлічний та техніко-економічний розрахунок. Способи видалення вологи з матеріалів. Опис апаратурно-технологічної схеми сушіння.
курсовая работа [211,9 K], добавлен 12.10.2009Особливості процесу сушіння деревини. Камерне й атмосферно-камерне сушіння. Лісосушильна камера як об’єкт регулювання. Розрахунок контуру регулювання температури. Вибір та обґрунтування структури системи управління. Система команд мікроконтролера.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 25.08.2010Теоретичні основи процесу сушіння. Статика і кінетика сушіння. Розпилювальні, стрічкові, петльові і барабанні сушарки: технологічна схема, принцип дії, сфери використання. Комплексний розрахунок основного та допоміжного обладнання барабанної сушарки.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.03.2011Технологічний процес роботи автоматичної установки для сушіння вологого матеріалу сільськогосподарського призначення – бурячного жому. Застосування логічного мікропроцесорного контролера VIPA SYSTEM 200V, контури контролю та регулювання процесів.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011Вибір і обґрунтування основних способів розкрою колод на пиломатеріали. Вибір середніх розмірів пило-продукції та аналіз можливості виконання специфікації пиломатеріалів. Загальна відомість виходу пиломатеріалів по поставам. План розкрою сировини.
курсовая работа [181,7 K], добавлен 12.12.2012Тепловий розрахунок конвективної тунельної сушильної установки: параметри горіння палива; визначення тривалості сушіння, розміру установки. Графоаналітичний розрахунок статики реального процесу сушіння в сушильному тунелі. Вибір допоміжного устаткування.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.12.2010Обґрунтування і вибір параметрів контролю, реєстрації, дискретного управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розроблення розгорнутої функціональної схеми автоматизації. Розрахунок програмного забезпечення проекту.
курсовая работа [693,8 K], добавлен 15.04.2014Загальна характеристика молока, його харчова, біологічна цінність та безпечність для споживання. Вимоги до якості молочної сировини. Технологія виробництва питного молока та її продуктовий розрахунок. Дослідження основних показників його складу і якості.
курсовая работа [391,9 K], добавлен 24.11.2014Тривалість лабораторних занять, вимоги до їх виконання, оформлення. Перелік тематик. Вивчення показників якості промислової продукції. Дослідження показників контролю якості, основ сертифікації. Класифікатор державних стандартів, складання технічних умов.
методичка [2,0 M], добавлен 18.12.2010Розвиток гончарства в Україні. Формування виробів шлікерною масою та технікою "виминання" в гіпсовій формі. Ручне формування. Сушіння і випал виробу. Основні види технік й декорування. Технологічні підвиди кераміки. Керамічні вироби в сучасному інтер’єрі.
курсовая работа [7,2 M], добавлен 02.09.2014Зв’язок контролю якості зі стандартизацією. Фактори, що впливають на якість сільськогосподарської продукції, різновиди контролю якості. Стандартизовані методи контролю (вимірювальний і органолептичний методи). Форми оцінок показників якості продукції.
контрольная работа [30,9 K], добавлен 26.11.2010Визначення пластоеластичних властивостей пластометричним та віскозиметричним методами. Визначення кінетики ізотермічної вулканізації за реометром Монсанто. Контроль якості пластмас і еластомерів, розрахунки кількісних показників якості, методи оцінювання.
реферат [936,1 K], добавлен 22.02.2011Удосконалення технологічних процесів, заміна обладнання, комплексна автоматизація керамічного виробництва. Технологічні і швидкісні режими сушіння і випалу на обладнанні безперервної дії. Зневоднювання керамічних суспензій і одержання прес-порошку.
курсовая работа [245,8 K], добавлен 12.09.2014Програмно-технічний комплекс для реалізації автоматизованої системи керування процесом виготовлення напівфабрикату. Побудова розрахункової перехідної функції об'єкта керування. Аналіз існуючих сучасних систем керування переробкою молочних продуктів.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.08.2013Призначення та область використання конвективної сушарки деревини, її технічна характеристика. Опис та обґрунтування вибраної конструкції сушильної камери. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції. Рівень стандартизації.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 24.05.2012Дані про рівень автоматизації сушильного відділення. Принцип роботи установки для сушіння вологого матеріалу бурячного жому. Вибір монтажних матеріалів, комутаційної і світлосигнальної арматури, які відповідають потребам. Розрахунок номінальних струмів.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 08.12.2011Отримання з оригінальних воскових моделей металевих зразків. Виготовлення моделі, формування, сушіння, прожарювання та заливка. Литво на відцентрових машинах. Виготовлення еластичної прес-форми. Отримання воскових моделей. Підготовка форми та заливка.
реферат [325,4 K], добавлен 08.06.2011Визначення типу виробництва. Аналіз технологічності конструкції деталі. Метрологічна експертиза технічної документації. Вибір виду заготовки і методу контролю її якості. Розрахунок економічного ефекту від впровадження статистичних методів контролю якості.
дипломная работа [271,8 K], добавлен 23.04.2011