CC BY
8
раметрiв ЛРс, с ос i працюе в iнтервалi змiни швидкост юов ± а>ос. На рис. 7 представлена кореляцшна залежшсть мiж експериментальними та роз-рахованими за рiвнянням (6) значеннями.
Висновок. На основi експериментальних даних отримана розрахунко-ва залежнiсть (6), яка дозволяе розрахувати гiдравлiчний опiр як вологого так i сухого шару торфу. Як видно iз рис. 7 максимальна вщносна похибка мiж експериментальними та теоретично розрахованими значеннями за рiвнянням (6) не перевищуе 12 вiдсоткiв, що е прийнятним для практичного викорис-тання цього рiвняння при розрахунку сушильного обладнання.
Лггература
1. Дулеба В.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Пдродинамша тд час руху пов1тря через шар сухого зернистого пол1акриламщу. Ж. Х1м1чна промисловють Украши. №2, 1997. -С. 16-19.
2. Гузьова 1.О., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Пдродинамша фшьтрацшного сушш-ня кавово'1 сировини для екстрагування жиру. Ж. Х!м1чна промисловють Украши. №5, 2001. -С. 44-46.
3. Юндзера Д.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Пдродинамка фшьтрацшного сушшня торфу. Вюник НУ "Льв1вська пол^ехшка", Х1м1я, технология речовин та !х застосуван-ня. №426, 2001. - С. 204-208.
4. К1ндзера Д.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Зернистий матер1ал. Пдродинамша полщисперсного шару. Ж. Х1м1чна промисловють Украши. №6, 2002. - С. 38-42.
УДК 647.047 Acnip. А.1. Мацьтв* - УкрДЛТУ
АНАЛ1З ОСНОВНИХ КОЕФЩ1СНТ1В ПРИ МОДЕЛЮВАНН1 ПРОЦЕС1В СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Наводяться результати аналiзу залежностей коефщента внутрiшнього волого-перенесення та основних пгроскотчних характеристик деревини дуба, розглянуто можливiсть ïx використання в математичних моделях процеав сушiння.
Doctorate A.I. Matskiv - USUFWT Analysis of main coefficients in wood drying modelling
In article presented equations for assessment of diffusion coefficients and main hygroscopic properties of oak specimens, the possibilities of use its in wood drying modeling are highlighted.
Сонячне сушшня деревини як складний тепломасообмшний процес характеризуется мшливютю режимних параметр1в, як залежать вщ кшма-тичних i погодних умов. Така складшсть процесу зумовлюе потребу у дослщ-женш процесiв сонячного сушшня на математичних моделях. Вивчення про-цеЫв сушiння шляхом моделювання зводиться до розв'язку диференцiальниx рiвнянь в часткових похщних, якi з певним рiвнем адекватностi розкривають меxанiзм внутршнього вологоперенесення. Зростаюча потужнiсть комп,ютерноï техшки дозволяе отримати числовi розв'язки, однак достовiр-нiсть результатiв моделювання, в основному, залежить вiд адекватностi мате-
Наук. кер1вник: доц. 1.М. Озарив, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
матичного опису процесу. При цьому варто зосередити увагу на числових значеннях коефщент1в, як вщображають фiзичну сторону процесу сушшня. Дифузiйна теорiя вологоперенесення з достатньою точнiстю описуе процеси сушшня при вологост матерiалу нижче межi гiгроскопiчностi стiнок клiтин. 1снуе думка, що дифузiйне масоперенесення у поверхневих шарах е лiмiту-ючим фактором i може бути використане для опису процесу сушшня вщ се-редньо! вологостi матерiалу вище межi гiгроскопiчностi. Це особливо характерно для низькотемпературних процеЫв сушiння твердих листяних порщ, для яких стадiя нерегулярного режиму практично вiдсутня.
На цей час проведено значну кшьюсть дослщжень механiзму внут-рiшнього масоперенесення у процесах сушшня деревини, однак анашз лгге-ратурних джерел дозволив виявити ряд розбiжностей у шдходах щодо його визначення. Зокрема, в робот [1] коефiцiент внутрiшнього вологоперенесення ат визначаеться як функщя тiльки температури матерiалу ? i базово! густи-ни рб, тобто
ат = 0,235-10-31 • (273,16 + ¿)10 • рб"3'3. (1)
У роботi [2] коефщент ат для деревини дуба описуеться функщональ-
ною залежнiстю
г 5280^ (В
, = А • ехр —
т
Т
ат = А • еХР--— • еХР ^Т , (2)
100
де: А, В - експериментально отриманi коефiцiенти, якi враховують вологоп-роникливiсть деревини i залежать вiд умов сушiння; Т, Ж - вщповщно температура (°К) i вологiсть (%) деревини.
Автор стверджуе, що вираз (2) достовiрно описуе величину ат в пг-роскопiчнiй областi, а при вологосл, що дорiвнюе межi гiгроскопiчностi ат, приймае свое максимальне значення i з ростом вологостi матерiалу зали-шаеться величиною постiйною.
Згiдно з роботою [3] величина ат визначаеться як функщя дифузшно-го вологоперенесення зв'язано! вологи в рiдкiй фазi через мiкрокапiляри сть нок кштин та ефузи водяно! пари у порожнинах кштин, значення яких, у свою чергу, залежать вщ вологосл, температури та проникливостi матерiалу.
Для наочност на рис. 1 наведено залежност ат вiд температури для деревини дуба за даними робгг [1 - 4].
З рис. 1 видно, що мiж кривими рiзних авторiв iснуе певне розходжен-ня, що можна пояснити як впливом методики дослщження, так i усереднен-ням ат в тангентальному i радiальному напрямках. Однак, слщ вiдзначити, що рiвняння (1-3) мають однаковий характер i можуть бути використаш для опису процесiв сушшня, що тдтверджуеться експериментальними даними [4], отриманими для областi низьких температур.
Поряд з коефщентом внутрiшнього вологоперенесення важливими характеристиками е рiвноважна волопсть Жр та межа гiгроскопiчностi Жмг деревини. Емпiричнi залежностi для визначення Жр отримано багатьма дос-лщниками i базуються на дослiдженнях процеЫв сорбци та десорбци, при
134
Збiрник науково-технiчних праць
цьому автори сходяться на думцi, що Жр не залежить вiд породи. Зокрема, у пращ [5] пропонуеться залежшсть Жр (%) вiд температури г i ступенi наси-чення повггря водяною парою ф такого вигляду:
Жр = 10,6 • (3,27 - 0,0015 • г). (3)
80 I °С
Рис. 1. Залежшсть коеф^ента внутршнього вологоперенесення вiд температури матерiалу: 1 - за даними лабораторних досл1дженъ МЛТ1 [4]; 2 - за виробничи-ми досл1дженнями МЛТ1 [4]; 3 - за Аксъоновим (ЛЛТА); 4,8 - зг{дно з методикою [3] в1дпов1дно при вологост1 деревини 30 110 %; 5,7 - зг1дно з [2] в1дпов1дно при тих же
вологостях; 6 - за Шубтим [1].
Кречетов 1.В. [6] наводить вирази для опису Жр у двох дiапазонах змь ни вщносно! вологост - при ф=0...0,5 i ф=0,5...1. для першого дiапазону змь ни ф, коли у деревиш е тшьки адсорбована i мшрокапшярна волога, Жр визначаеться за формулою:
Жр = Ж0 + 0,72 •( де: Т - абсолютна температура, °К;
29,5 -
Т 100
,2Л
(4)
Ж0 = 0,36'
13,9 -
Т 100
2
(5)
Для другого дiапазону змши р, коли у деревиш е також капшярна волога, величина Жр описуеться рiвнянням:
Жр = -05-Р р 1,21 -р
21,7'
Т 100
Л2
(6)
2
ат, см /с
У пращ [7] пропонуеться вираз для визначення Жр для всього дiапазо-
ну 9 при конвективному сушiннi:
Г
Ж =
" р
К • к2-9
к2-9
1 + кх - к2 - 9 1 - к2 - 9
1800
(7)
де кь к2, А - коефщенти, що залежать вiд температури матерiалу.
У роботi [8] даеться залежшсть для визначення Жр такого вигляду:
1
Ж =
р
1п(1 -9)
А
в
(8)
де А, В - коефщенти, що залежать вщ температури.
На рис. 2 показано залежшсть Жр вщ температури, визначеш за рiзни-ми методиками [5-8].
Жр,%
40
35
30
25
20
10
№мг, % 34
32
30
28
26
24
22
— V 1 1 1 —
N \ \ 1 ч \ / -
- -У Ч\ XV 2 / -
- 1 1 1 \х
20 40 60 §0
и, 0С
Рис. 3. Залежшсть межi гiгроскопiчностi Wмг вiд температури:
1 - за формулою (10); 2 - за Шубтим, р1вняння (9)
10 20
30 40
и, 0С
Рис. 2. Залежшсть Wp вiд температури: суцыьна лшя - за Шубтим [5]; пунктирна - за Кречетовим [6]; штрихова - зг1дно [7]; штрих-пунктирна - зг1дно з [8].
Щодо межi пгроскошчносл, то ряд дослщниюв приходять до виснов-ку, що Жмг залежить вщ температури i породи, однак в лiтературi знайдено тшьки двi залежност Жмг вiд температури. Зокрема, у пращ [5] ця залежшсть апроксимуеться таким виразом:
Жмг = 34,1 - 0,139 -1, (9)
а автор [3] наводить формулу вигляду:
15
5
0
136
Збiрник науково-техшчних праць
WMS = 30 - 0,1 • (t - 20). (10)
Як видно Ï3 рiвнянь (9), (10) та рис. 3, picT температури викликае змен-шення WMZ, що е важливим моментом при оцшщ фiзичних властивостей деревини.
З наведеного вище можна також зробити висновок, що незважаючи на деяк pозбiжноcтi в результатах доcлiджень piзних автоpiв, формули визначення коефщента внутpiшнього вологоперенесення та гiгpоcкопiчних характеристик деревини можуть бути використаш для опису математичних моделей сушшня. При цьому правильний вибip методики визначення коефщент1в моделi е передумовою пiдвищення piвня адекватноcтi конкретно: модель
Лггература
1. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 248 с.
2. Simpson W.T. Determination and Use of Moisture Diffusion Coefficient to Characterize Drying of Northern Red Oak// Wood Science and Technology. - 1993, № 6. - P. 409-420.
3. Siau J.F. Transport Processes in Wood. - New York: Springer Verlag, 1984. -245 p.
4. Серговский П.С. Расчет процессов высыхания и увлажнения древесины. - М.-Л.:: Гослесбумиздат, 1952. - 78 с.
5. Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины. - М. : Лесн. пром-сть, 1990. - 336 с.
6. Кречетов И.В. Сушка древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 432 с.
7. Simpson W.T. Predicting equilibrium moisture content of wood by mathematical models// Wood and Fiber. - 1973, № 1. - P. 41-49.
8. Avramidis S. Evaluation of "three-variable" models for the prediction of equilibrium moisture content in wood// Wood Science and Technology. - 1989, № 23. - P. 251-258.
1нж. 1.В. Петришак - УкрДЛТУ
ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТР1В ЖОРСТКО-ПРУЖНОГО АБРАЗИВНОГО 1НСТРУМЕНТА
Виконаш дослщження впливу кшькосп сегменпв та ширини амортизуючо! прокладки жорстко-пружного абразивного шструмента на довжину шлiфування та об'ем зiшлiфованого матерiалу.
I.V. Petrushak- USUFWT Definition of design data of a hard - elastic abrasive tool
The researches of influencing of segments quantity and width of the damping gasket of a hard - elastic abrasive tool on length of grinding and volume of a removed material are made.
В Укра!нському державному люотехшчному ушверситет з метою замши дорого! i малопродуктивно! шшфувально! шкурки на операци фшшно-го шшфування деревини розроблено жорстко-пружний абразивний шстру-мент (рис. 1).
Метою проведених нами експериментальних дослщжень було обгрун-тування конструктивних параметрiв жорстко-пружного абразивного шструмента: кшькост абразивних сегментв дослщжуваного шструменту - n та ширини пружно! вставки - b.
