CC BY
10
Таким чином, запропоноват способи виготовлення стружкових плит да-ють змогу розширити сировинну базу для ix виготовлення завдяки залученню вщ-ходав стьськогосподарського виробництва, а саме пшенично'' соломи, зменшити собiвартiсть готових плит i, вiдповiдно, економити щнну деревинну сировину.
Лiтература
1. Бехта П. А. Технология деревинних плит i пластикiв: Пщручник. - К.: Основа, 2004. - 780 с.
2. Волынский В.Н. Технология стружечных и волокнистых древесных плит: Учебн. по-соб. для вузов. - Таллинн: Дезидерата, 2004. - 192 с.
3. Бехта П.А., Салабай Р.Г. Агросировина - значний резерв для виробництва компози-цшних матерiалiв// Наук. вюник НАУ: Зб. наук. праць. - К.: НАУ. - 2000, вип. 27. - С. 340-346.
4. ДСТУ EN 312-2:2003 Плити деревностружковь Техшчш умови. Частина 2. Вимоги до плит загального призначення, використовуваних у сухих умовах експлуатацл. - К.: Держспоживстандарт Украни, 2005. - 48 с.
5. ДСТУ EN 312-3:2003 Плити деревностружковь Теxнiчнi умови. Частина 3. Вимоги до плит, яю застосовуються всерединi примiщень (у тому числ для меблiв) використовуваних у сухих умовах експлуатацп. - К.: Держспоживстандарт Укра'ни, 2005. - 42 с.
6. Бехта П.А., Салабай Р.Г. Споаб виготовлення стружкових плит з використанням соломи: Патент на корисну модель № 21438. - Бюл., № 3, 2007.
7. Бехта П.А., Салабай Р.Г. Споаб виготовлення стружкових плит: Патент на корисну модель № 21441. - Бюл., № 3, 2007.
8. Салабай Р.Г. Деревинно-солом'ят композицшт матерiали/ Зб. тез доповщей I Всеукра-шсько! наук.-практ. конф. з х1ми та х1м1чно! технологп. - К.: НТУ Укра'ни "КП1", 2006. - С. 76-78.
УДК 647.047 Проф. 1.М. Озарим, д-р техн. наук; доц. Й.Л. Ацбергер;
З.П. Копинець - НЛТУ УкраХни, м. Львiв
КРИТЕРП ОЦ1НКИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ В УМОВАХ ГЕЛ1ОСУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Наведено критерп оцшки гелюсушарки, яю дають змогу оцiнити температур-новологюш поля в установцi.
Prof. I.M. Ozarkiv; assist. prof. Y.L. Atcberger; eng. Z.P. Kopynets -
NUFWT of Ukraine, L'viv
Criteria of estimation of thermal stream are in the conditions of sun dryer wood
Criteria are resulted estimations of sun dryer, which enable to estimate the temperature and moist fields in setting.
Вщомо [1], що р1вняння теплового балансу для умов гелюсушшня, коли мае мюце комбшований (конвективно-рад1ацшний) споЫб шдведення тепла до деревини, як об'екта сушшня, мае вигляд
QKOHe + Qрад = 0,нсгр + Qeun + Qmennonp , (1)
де: QKOHe, Qpcd - вщповщно частки теплових потоюв, як шдводяться за раху-нок конвекцп та терморад1ацп; QHCZp, Qeun - вщповщно потоки енергп, затра-чеш на нагр1вання деревини, випаровування вологи з матер1алу; Qmennonp - по-тж теплоти, що витрачаеться на нагр1вання технолопчного обладнання за ра-хунок теплопровщность
Вiддачу теплоти за рахунок теплопровщност в шженернш практицi стараються зменшити шляхом безпосереднього контакту матерiалу (дереви-ни) iз нагрiтими конструктивними елементами сушарки. Це дае змогу спрос-тити математичш операцп та значно розширити можливост аналiтичних розв,язкiв. Зокрема, при нехтуванш втратами тепла за рахунок теплопровщ-ностi спрощуеться розрахунок температурного поля в зовтшшх шарах дере-вини, а також ютотно полегшуеться облш залежностi фiзичних параметрiв сушiння вщ температури.
1накше кажучи, нехтування теплопровщшстю (маеться на увазi тепло, що передаеться до поверхонь деревини за рахунок нагргтих поверхонь огоро-джень) в умовах конвективно-радiацiйного сушiння при розрахунку нестандар-тних температурних полiв дае нам можливiсть безпосередньо перейти до розрахунку надлишкових температур, оминаючи при цьому задачi теплопроводность 1накше кажучи, нехтування теплопровiднiстю (маеться на ува^ тепло, що передаеться до поверхонь деревини за рахунок нагргтих поверхонь огоро-джень) в умовах конвективно-радiацiйного сушiння при розрахунку нестандар-тних температурних полiв дае нам можливють безпосередньо перейти до розрахунку надлишкових температур, оминаючи при цьому задачi теплопроводность Що стосуеться ощнки впливу густини сонячного випромшювання при вiдомих iнтегральних значеннях ступеня чорноти системи тш, що беруть участь в променевому теплообмш (наприклад, для деревини бука ёх =0,94 i дуба ёх =0,89), то для област температур 20...100°С у спектральних дiапазо-нах довжин хвиль 3.10 мкм завжди можна визначити густини променевих потоюв.
У гелюсушарках при прямому попаданш сонячного випромшювання або променевого потоку вщ бокових стш та гелiотермiчних колекторiв температура стiнок сушильно! камери в декшька разiв менша, як температура об'екта сушiння, тобто величина
С>0 ■ ТОг<&0 ■ ТПм., (2)
де: о0 - стала Стефана-Больцмана, о0=5,669-10-8 Вт/(м2-К4); То.п., Тп.м. - вщпо-вiдно температура огороджувальних поверхонь та поверхнi матерiалу.
Тодi рiвняння комбiнованого конвективно-радiацiйного теплообмiну, ускладненого масообмшом, в iнтегральнiй формi запишемо
а к ■(с - Ъм) + Я рад = Г ■ Ят + рБ ■ Я ■ С , (3)
ат
де: ак - коефiцiент конвективного теплообмшу, Вт/(м -°С); ярад - густина ре-зультуючого променевого потоку, Вт/м2; г - питома теплота пароутворення, Дж/кг; я'т (я'т = рБ ■ Яаи / ат, и - вологовмют, кг води/кг сух. мат.) - штен-сившсть випаровування вологи з матерiалу, кг/(м -с); Я - характерний розмiр (при сушшт в штабелях, Я=Ьшт, де Ьшт - ширина штабеля), м; РБ - базова гус-тина, кг/м ; С - питома теплоемшсть волого! деревини, Дж/(кг-°С).
Тод^ розв'язавши рiвняння теплового балансу щодо приросту температури деревини по часу, отримаемо [1]
146
Збiрник науково-технiчних праць
dT _ АЛ ' qрад —пр 'О0 ' Тп.м. ак '(Тс Тп.м..) (4)
ёт С 'р-
де: АЛ - iнтегральний коефщент поглинання; —пр - усереднений або штег-ральний ступiнь чорноти опромшено! деревини та внутршшх стiнок сушиль-но1 камери; р - фактична густина волого! деревини; 51 - товщина матерiалу, що висушують.
Необхiдно вщзначити, що для сонячно! сушарки, коли густина теплового потоку, що пов'язана з конвективним теплообмшом, в дiапазонi температур 20...80°С набагато переважае величину потоку iнфрачервоного випро-мiнювання [1], особливо в умовах примусово! конвекци.
Тому можна записати
ак ' (tc — tпм.) > —пр ' О0 ' Тпм., (5)
тобто ^ _ А ' qРад — а ' (Тс — Тпм..) 6)
ёт С 'Р'£1
Тодi, для встановленого стащонарного режиму
Тср_ Тс + . (7)
ак
Для умов чисто радiацiйного опромшення (коли вентилятори, наприк-лад, виключеш), тобто коли конвективна складова буде мшмальною, iз вра-хуванням поширення теплоти в матерiалi за рахунок теплопровщност для поверхонь Р за час т, можна записати
0,випр _ —пр ' О0 ' Тпм. _ — О0 'Т)
О " ТёТ ~—пр Л
\£теплопр Л__л
випр спр <^0 ± пм. — <^0 ± пм. п /о\ -_-_—пр--;--к • (8)
Таким чином, залежнютъ мiж максимальною температурою Т^ у сушиль-нiй камерi та температурою агента сушiння в гелiосушарцi буде мати вигляд
Т _ Т + Ал ' Чрад (о)
1 шах _ 1 с "г" • \у)
ак
Ввiвши коефiцiент к^ що враховуе вщношення опромшено! поверхнi штабеля Ропр (Ропр = п1-1к-(1 - в), де П - кiлькiсть штабелiв в площинi, пер-пендикулярнiй до напрямку циркуляци сушильного агента; I, к - вщповщно довжина i висота штабеля, /вв - фактичний об'емний коефiцiент) до вЫе! по-верхнi Ргаб, що бере участь в конвективно-радiацiйному сушiннi, тобто
копр _ ^, (10)
Ргаб
АЛ ' Ч д
отримаемо рiвняння Тшах _ Тс +--' копр. (11)
ак
Тодi, для ощнки впливу терморадiацiйноl i чисто конвективно! скла-дових теплового потоку в умовах гелюсушшня доцiльно ввести об'еднаний критерiй конвективно-радiацiйного сушiння, тобто
ВЕ = Врад + -В- ■ к/, (12)
Врад
де: Врад - радiацiйний критерiй (Врад = ао ■ Я/Л-Т3); к/- коефщент, що врахо-вуе тип сортименту (брус, цилшдр); В1 - теплообмiнний критерш Бiо, визна-чаеться В1 = а / Л ■ Я.
В умовах конвективно-радiацiйного теплообмшу температура необме-жено! пластини в точщ iз координатою х за час т визначиться
( к -а, ■Г
Тх = Ттах -(Ттах - То ) • ехр--^-, (13)
^ с рЯ )
де: Т0 - початкова температура матерiалу; а^ - сумарний (загальний) коефь цiент теплообмiну.
_ Т — То
Використавши формулу безрозмiрноl температури © (0 = —х-),
Ттах — Т0
рiвняння (12) можна переписати
0 = 1 -ехр(-к/ ■Ре ■Ы), (14)
де: Ро - теплообмшний критерiй Фур'е, Ре = .
Я2
Формула (14) е частковим випадком вщомого класичного розв'язання рiвняння, що вiдображае нагрiвання необмежено! пластини при крайовш (граничнiй) умовi третього роду, тобто
0 = 1 Вп ■г-*«'Ро. (15)
I=1
Обмежившись першим членом ряду i прийнявши для малих значень В1 (ВК0,10) Вп~1, отримаемо, що показник степеня буде рiвним
К = к/ ■ Ре ■ Ы = к/ ■
/"о \ Г \
Лг (аЕ л
--Я
С ■рЯ2)
Л
= к/ ■7аЯт. (16)
С ■ р-Я
\ XI у
Таким чином, рiвняння для визначення температури пластини Тх ^з координатою х в момент часу т) буде мати вигляд
Тх - То = (ТМах - То) ■ (1 - е-Кг). (17)
Аналiз останньо! формули показуе, що iз збiльшенням величини К значення т зменшуеться. Тобто, збiльшення а^ та зменшення теплоакумулю-ючо! здатностi деревини (р-С), а також пiдвищення температури Тс буде вик-ликати зменшення тривалост сушiння деревини.
Л1тература
1. Озарк1в 1.М. Науково-техшчш основи конвективно-рад1ацшного сушшня деревини/ Дис... д-р техн. наук. - Льв1в, 2ооб. - 4о4 с.
148
Збiрник науково-техшчних праць
