CC BY
11
що у свою чергу сприяе збiльшенню загального ресурсу роботи абразивних цилiндрiв (рис. 3).
Збшьшення величини швидкостi рiзання у процесi калiбрування ДСП призводить до збшьшення динамiчно! мiцностi абразивних цилiндрiв. У ре-зультатi довжина шлiфування до моменту повного спрацювання зменшуеться (рис. 4). Змiна величини швидкост подачi практично не впливае на ресурс роботи шлiфувальних шструменлв (рис. 4).
Шлiфування абразивним цилшдром максимально! зернистостi та мшь мально! твердостi полегшуе умови роботи у зош контакту оброблювано! по-верхш та iнструмента, що спричиняе збшьшення його працездатност (рис. 5).
У результат проведено! оптимiзацi! знайденi наступш величини пара-метрiв процесу калiбрування ДСП, при яких довжина шлiфування до повного спрацювання абразивних цилiндрiв е максимальною (L = 2009740 п.м):
• товщина деревостружкових плит тсля пресування 1 технолопчно! витримки Н = 16,7 мм;
• середне квадратичне вщхилення товщини плити S (H) = 0,1мм;
• налагоджувальна товщина кал1брування Н1 = 16,7 мм;
• твердшть абразивних цилщдр1в Нц1 = 240 МПа;
• коефщент зернистост1 абразивних цилщдр1в Kz1 = 0,5;
• швидшсть р1зання V = 18 м/с;
• швидшсть подач1 Vs = 13 м/хв.
УДК 647.047 Доц. 1.М. Озармв, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
ДОСЛ1ДЖЕННЯ СЕРЕДНЬОГО КОЕФЩ1СНТА ВОЛОГООБМ1НУ У ПРОЦЕС1 СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Наведено результати дослщжень коефiцieнта вологообмшу рiзних деревинних сортиментiв.
Doc. I.M. Ozarkiv - USUFWT
Investigation of the mean coefficient of moisture interchange in wood
drying
Some results of moisture interchange coefficient for different wooden ranges of products have been presented.
Вступ
Коефщ1ент вологообмшу належить до основних масообмшних характеристик, що вщграють важливу роль у процес сушшня деревини.
Широким дослщженням коефщента вологообмшу au при р1зних способах шдведення теплоти до деревини, як об'екта сушшня, займалося дуже багато вчених [1-7 та ш.]. При цьому бшьшють з них у результат анал1зу от-
риманих результат1в дослщжень приходять до протилежних за змютом вис-
i
новюв. Зокрема, А.К. Глухов [2] констатуе, що au не залежить вщ породи. Г.С. Шубш [6], навпаки, вщзначае, що на величину коефщ1ента вологообмшу
мають вплив порода деревини i розмф матер1алу в напрямку руху сушильного агента. М.М. Федоров [4] наголошуе на зростанш коефщента вологообмь ну по м1р1 зменшення вологосп, а П.С. Серговський [3] констатуе таке: по мь
р1 зменшення вологовмюту на поверхнi ипов при малих значеннях температу-
i
ри сушильного агента tc величина au також зменшуеться, а при великих температурах спочатку збшьшуеться i, досягнувши максимуму при UnoJUn.z = 0,60...0,70, зменшуеться. Г.С. Шубiн [6] вщзначае деякий вплив довжини ма-терiалу в напрямку руху агента сушшня. Такий суперечливий характер спо-нукае нас бiльш глибше розглянути вплив рiзних факторiв на коефщент во-логообмiну i дати узагальнення залежноcтi коефiцiента вологообмiну у про-цеci cушiння деревини.
1еоретичн1 досл1дження
Молярно-молекулярне тепло- i вологоперенесення встановлюе зв'язок мiж тепловими та просторовими змшами вiдповiдних потенцiалiв i опи-суеться такими рiвняннями
q/m = -amP0AU - amP0$tAT -§pAP , (1)
- Va:T)noe + [q(т)]noe - [(1 - 8)rq'm(т^ = 0, (2)
^ m( A© )noe + AT)noe + ^ m§ p( AP )пов + q'm( т) = (3)
Рп = Р = const, (4)
де: am - коефiцiент вологопровiдноcтi деревини; ро - густина матерiалу в абсолютно сухому сташ; St - термоградiентний коефiцiент; Sp -коефiцiент молярного перенесення; q(T)noe - кшьюсть пiдведеного тепла поверхнi тiла у да-ний момент часу; qm (т) - густина потоку випаровувано! вологи з поверхнi ть ла у даний момент часу; A0 - градiент потенцiалу перенесення маси.
Перший член граничних (крайових) умов у рiвняннi (2) виражае кшьюсть теплоти, що шдводиться вщ поверхнi у середину тiла за рахунок теп-лопровiдноcтi; третiй член - враховуе витрати тепла на випаровування вологи з поверхш (8=1 - коли випаровування рщини проходить всередиш матерь алу, 8=0 - коли випаровування вологи здшснюеться на поверхш тша). Третiй член рiвняння (2) дорiвнюе нулю, коли 8=0, i е максимальний, коли вся волога в рщкому сташ рухаеться до поверхнi тiла. Щодо першого члену граничних умов для перенесення вологи в рiвняннi (3), то вш визначае потiк вологи, який шдводиться до поверхш за рахунок ди градiентiв перенесення вологи (A0), другий член - градiента температури (AT), а третiй - градiента тиску (АР).
У випадку конвективного сушшня деревини можна записати, що величина потоку тепла на поверхш тша дорiвнюе:
[q(т Апов =а(Тс - Тп.м ), (5)
а для штенсивност випаровування вираз мае вигляд:
qm(т)\пов =ар(Рпов - Рс) = au(Unoe - Up) , (6)
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
111
11
де ар,аи - коефщенти волого обмшу, вiднесених до рiзницi парщальних
тискiв на поверхнi Рпов та середовишд Рс та рiзницi волого вмю^в на поверхнi ипов та середовишд ир вiдповiдно.
У перiодi постшно! швидкостi сушiння (характерний для сушшня тонких сирих матерiалiв) коефщент вологообмiну аи може бути визначений на базi рiвняння (6) з врахуванням того, що в цьому випадку ипов=иг.н. При цьому штенсившсть волого обмшу цт може бути виражена однозначно через теплообмш, тобто:
а ' = а(с — ^н) (7)
и ГРБ (пов - иР У
Нагадаемо, що середнш по поперечному перерiзу волого вмют матерь алу до кiнця перюду википання вшьно! вологи визначаеться характером 11 розподiлення i величиною ипов, який на той момент практично дорiвнюе ир. Тодi для параболiчного розподiлення середнiй розрахунковий (перехiдний) волого вмют ирозр буде дорiвнювати:
2и гн + и,
Т
и гн ' ^ р (О)
розр ^ '
и =-гн ■ -р (9)
розр ъ \ /
а для лiнiйного розподiлення
и + и р
У
Основними факторами, як iстотно впливають на величину середнього коефщента аи, е початковий вологовмют, параметри агента сушiння (С М Уц, ХС, уС), визначальний розмiр матерiалу в напрямку руху потоку агента сушшня i додатковий потiк поглинутого деревиною тепла. Для перюду пос-тшно! швидкостi сушшня його величина обчислюеться таким чином:
а = д,п = а к.п ((о - МУ = Щ (10)
и Рб (иП.К - ирУ гРб ((П.К - ирУ ((п.К - ир У
де: аКП - коефщент теплообмiну у першому перiодi сушiння; иП.К - воло-говмют поверхнi мaтерiaлу у критичнiй точщ.
Величину коефiцiентa теплообмiну можна знайти з критерiaльного рiвняння
Ии = 0,0641 Ке0,80 (ТС/ТМ )2 Рг0,33, (11)
де значення критерш Прандтля для вологого повггря приймаеться 0,72, а пе-регргго! пари - 1,10.
Для комбшованого сушiння, в нашому випадку конвективно-радь aцiйного, швидкiсть сушiння у першому перiодi N визначаеться таким чином:
И = Ии(^с!1 ус -1ПМ)+ ЧВИПР (12)
гР Б К '
Для другого перюду сушiння коефщент вологообмшу визначають на 0CH0Bi рiвняння тривалосл сушiння за виразом:
aU =
Т2 4R
у1
2
2,31Rlg
U - U 2 /
ukp up п am
Uk - Up
(13)
де: т2 - тривалiсть сушiння у другому перiодi (приймаеться за дослiдними кривими сушшня); dm - потенщал (коефiцiент) вологопровiдностi деревини.
Величина критичного вологовмюту розраховуеться за формулою:
NR 2
ukp = U п.кр + -3~г • (14)
3dm
Аналiз залежностi отриманих значень середнього коефщента волого-обмiну у перюд спадання швидкостi сушiння показуе, що змiна значень аи аналогiчна змш значення NR для перiоду постшно! швидкостi сушiння. Ана-лiз залежност lg аи = f(lg NR) показав, що експериментальш точки добре вкладаються на загальну пряму, яку можна описати сшввщношенням
NR
аи = 4 NR = -—. (15)
U 0,25
Проте необхщно вiдзнaчити, що числовий коефiцiент (0,25) мае роз-мiрнiсть вологовмiсту i характеризуе вологовмiст, який вiдповiдaе середнь-ому за весь перiод падаючо! швидкостi сушiння коефiцiенту вологообмiну. Тому його можна назвати розрахунковим вологовмютом ирозр = 0,25. Таким чином, середнш коефщент вологообмiну у другому перiодi сушiння можна визначити за формулою:
аи = NR/Upojp . (16)
Порiвнявши рiвняння (10) i (16), ми бачимо, що ix вiдмiннiсть полягае тiльки у значеннях UP03P i (UnK- Up). Але, врахувавши, що для дослщжува-них режимiв сушiння UP03P > (Un.KP - UP), то значення аи у другому перiодi буде завжди меншим за значення аи у першому перiодi сушiння. Це значить, що у перiодi пaдaючоi швидкостi сушiння рiзниx деревинних мaтерiaлiв для режимiв сушiння, якi характеризуются нaявнiстю першого перiоду сушiння, стввщношення у виглядi
аиРО3Р = const = Kn . (17)
NR
буде постшним (дане сшввщношення ми назвали критерiем В. А. Книша).
Практична реал1зац1я
Експериментально встановлено, що критерш Kn для режимiв, в яких вщсутнш перший перiод, залежить вiд величини початкового вологовмiсту. Анaлiз результaтiв дослiджень показав, що зменшення вiдношення Un/UKP викликае зменшення критерш Kn i описуеться рiвнянням:
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
113
Kn = Un + Ukp . (18)
2UKP V '
Висновки
У результатi експериментальних дослiджень процесiв сушшня рiзних деревинних сортиментiв ми отримали залежностi для розрахунку величини au, як одного з основних показниюв масообмiнних процесiв. Встановлено, що ос-
новними факторами, як ютотно впливають на величину a u , е режимнi пара-метри, кiнетичнi параметри процесу сушiння, форма i розмiри об'екта сушiння.
Лггература
1. Гей Н.Н. Влияние скорости движения воздуха на процесс сушки древесины: Дис. канд.техн.наук. - К.: 1951. - 129 с.
2. Пухов А.К. Влияние скорости циркуляции сушильного агента на продолжительность и качество сушки пиломатериалов: Дис... канд.техн.наук. - М.: 1966. - 170 с.
3. Серговский П.С. Исследование влагопроводности и разработка методов расчета процессов сушки и увлажнения древесины: Автореф. дис. докт.техн.наук. - М.: 1953. - 42 с.
4. Федоров Н.М. Динамика сушки дерева. - М.: Всесоюз.технологич.институт, 1937. - 168 с.
5. Kolmann F. Technologie des Holzes und der Holz-Werkstoff - Berlin - Munchen, Springer - Verlag. - 1961.
6. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. - М. : Лесн.пром-сть, 1973. - 248 с.
7. Кныш В.А. Исследование процесса конвективной и радиационно-конвективной сушки шпона: Дисс... канд. техн. наук. - Л.: 1969. - 164 с.
УДК 674.21.03 Доц. О. Б. Ференц, канд. техн. наук;
доц. Л.Н. Горбачова, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
ТЕПЛОВОЛЯЦШШ ВЛАСТИВОСТ1 В1КОННИХ СИСТЕМ 13
ДЕРЕВА ТА ПВХ
Вивчались та дослщжувались основш вимоги до теплоiзоляцii вшонних систем i3 дерева та ПВХ.
Doc. O. Ferents, Doc. L. Horbachova - USUFWT Properties of windows blocks study
There is an interest in economical consumption of raw materials, intrusion of progressive engineering and know-how, improvement of designs of articles and maintenance of the quality requirements during manufacturing and exploitation.
The basic requirements for heat and sound insulation, air penetration of exiting and promising window blocks have been checked and investigated.
Якщо у стшах, в основному, вщбуваеться молекулярне перенесення тепла шляхом теплопровщност^ то у вжнах проходить складшший процес теплопередач1 (теплопровщшстю, конвекщею, випромшюванням).
Зпдно з новими м1ждержавним стандартом ДСТУ БВ.2.6-23-2001 встановлеш нормативш значення опору теплопередача Тому при вибор1 вь кон, балконних дверей виникае питання, з якого матер1алу виготовити вжно (дерево, пластмаса, метал) i яким способом засклити.
