CC BY
51
вой и подтверждает корректность зависимости (2). Отсюда же следует, что при увеличении частоты и при достаточно больших значениях комплекса (утк) потери теплового потока, вызываемого его периодическим пребыванием, будут минимальными.
Результаты проведенных исследований представляют интерес при проектировании и эксплуатации теплонапряженных систем с периодически контактирующими элементами.
Библиографический список
1. Шлыков Ю.П., Ганин Е.А., Царев-ский С.Н. Контактное термическое сопро-
тивление. М.: Энергия, 1977. 328 с.
2. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971. 214 с.
3. Меснянкин С.Ю., Викулов В.Г., Викулов Д.Г. Современный взгляд на проблемы теплового контактирования твердых тел // Успехи физических наук, 2009. Т. 179. № 9. С. 945-270.
4. Popov V.M, Karpov A.A. Cherny-shov A.D. Contact heat conduction Through Periodically contacting rods // Journal of Engineering Physics and Thermo physics, 2008. V. 81. № 5. P. 1021-1032.
674.613
ЗАГАЗОВАННОСТЬ ФОРМАЛЬДЕГИДОМ ВОЗДУХА ОТ ПРОИЗВОДСТВА
ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ Е. М. Разиньков
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
При работе цеха древесностружечных (ДСтП) плит воздух территории вокруг цеха загрязнен вредным для человека газом - формальдегидом. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) этого газа в воздухе рабочей зоны (в цехе) составляет 0,5 мг/м3 воздуха, а в воздухе помещения (или жилой зоны) - 0,003 мг/м3 воздуха. Однако, в действительности, при работе цеха средней мощности концентрация формальдегида в воздухе рабочей и жилой зоны вокруг цеха значительно превышает ПДК.
Кафедра МТД ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» имеет научные разработки по технологии производства малотоксичных древесно-стружечных плит, новизна которых подтверждена патентами на изобретения. В их основе лежит использование в технологии плит химических препаратов комплексного действия для одновременного снижения выделения формальдегида до класса Е-1, придания плитам биостойкости, исключения из технологии плит вредных для человека хлорсодержащих отвер-дителей карбамидоформальдегидных смол.
Однако для обоснованного выбора этих препаратов, вводимого в плиту их количества, необходимо произвести соответствующие расчеты по загазованности воздуха от производства ДСтП.
В настоящей работе приведены выведенные нами расчетные формулы по определению двух параметров загазованности воздуха: уровню превышения загазованности формальдегидом воздуха рабочей зоны - Nфпдк, раз (без вентиляции) и объем загазованного формальдегидом воздуха жилой зоны (Ув, млн м3/ч) при работе цеха средней годовой мощности (Пг=100 тыс. м3 плит в год).
Конечные формулы для определения указанных выше двух параметров имеют довольно сложный вид. Поэтому, для ясности представления этих формул, определение параметров начнем по этапам.
Формальдегид выделяется из ДСтП
за счет наличия в них смол. Отечественные предприятия используют в настоящее время в основном малотоксичные карбамидо-формальдегидные смолы марок КФ-МТ-15 и КФ-НФП, содержание свободного формальдегида (Сф) в которых составляет в среднем 0,15 % от массы жидкой смолы. Весь это формальдегид (не считая высвобождаемой доли формальдегида при отверждении смолы) выходит из плит в процессе горячего прессования.
Годовой фонд (Гф) работы цехов ДСтП составляет 7296 часов:
Гф = ТГ ■ г ■ п, ч = 304 • 8 • 3 = 7296 ч, (1)
где Тг - количество суток работы цеха в год (304);
г - продолжительность смены (8 ч); п - количество смен в сутки (3). Часовая производительность (Пч) цеха указанной выше мощности составит
ПЧ = ПГ/ГФ = 105/7296 = 13,71 м3 плит/ч
(2)
Техническими требованиями ГОСТ 10632-2007 предусмотрен выпуск плит плотностью 560-820 кг/м3. Для мебельных плит плотность в основном составляет 700 кг/м3. В технологии используются жидкие смолы, концентрация которых (Кс) в среднем составляет 60 %. Расход сухой смолы
на 1 м3 мебельных плит плотностью 700 кг/м3 в среднем составляет около 80 кг (Мс.см), а жидкой (Мж.см) - 133 кг (80х100/60=133). Следовательно, из смолы 1 м3 ДСтП испаряется 53,2 кг влаги (Мв) в виде пара при условии влажности выгруженной из пресса плиты, равной 0 %:
МВО = МЖ.СМ.
(100 - KC )/100 = 133x(l00 - 60V100 = 53,2 кг/м3 плит. (3)
Но влажность выгруженной из пресса частиц около 4 % (W ч). Остальные 4 %
плиты в среднем составляет 8 %. Из этих приходятся на оставшуюся влагу в отвер-
8 % приходится на влажность древесных жденной массе смолы (МВС):
МВС = (Мп -МССМ )x4/100 = (700 - 80)x4/100 = 24,8 кг/м3 плиты, (4)
где Мп - масса 1 м плиты, кг.
В конечном виде из 1 м3 плит выде-
лится парогазовой смеси:
MBW = MBO -МВС = 53,2 - 24,8 = 28,4 кг/м3 плиты
(5)
Вместе с паром выделяется формальдегид из расчета:
МП.Г Ч = МпгПч =
Мф = МЖСМКФ/100 =
(6)
= 133x0,15/100 = 0,2 кг/м3 плит Следовательно, из 1 м3 плит выделя ется парогазовой смеси:
Мпг . = Мвш + Мф =
(7)
= 28,4 + 0,2 = 28,6 кг/м3 плит в которой содержится формальдегида (Мпф, %):
Мфп = МфМпг. /100,% = = 0,2x28,6/100 = 0,057 %. В расчете на часовую мощность цеха
(8)
(9)
= 28,6x13,71 = 392,11 кг/ч. Выделение формальдегида из 1 запрессовки ДСтП составит:
Мф3 = Мф х V, =
ф3 ф 3 (10) = М^НВНННп, кг/запрессовку,
где Vз - объем плиты в 1 запрессовке, м3; Lн, Вн - соответственно длина и ширина необрезной плиты, м; НН - толщина нешлифованной плиты, м;
п - количество этажей пресса. Подставляя в формулу 10 реальные значения, получим
эти величины составят:
Мф3 = 0,2 х 3,8 х 1,8 х 0,0175 х 20 = 0,478 кг/запрессовку = 478000 мг/запрессовку. (11)
ПДК формальдегида в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м3 воздуха. Это значит, что при отсутствии вентиляции от горячего пресса одна запрессовка плит приведет (на уровне ПДК) к загазованности воздуха, объем которого составляет 956000 м3. (РВПдК). Учитывая, что цех ДСтП средней мощности имеет объем (Увц) около 20000 м3 (100х20х10, м), то загазованность воздуха в цехе превысит ПДК в 48 раз NфПдк,). Для отсоса вредного для человека загазованного воздуха необходима мощная приточно-вытяжная вентиляция от пресса, позволяющая за цикл прессования плит (около 8 мин) удалить из цеха 956000 м воздуха. Отсюда:
Vmдк = Мф3 / ПДКР, м3/ззапрессовку, (12)
где VВПдК - объем загазованного формальдегидом воздуха в цехе от одной запрессовки, м3/запрессовку; ПДКР - уровень ПДК формальдегида
в воздухе рабочей зоны, мг/куб. м воздуха цеха ( 0,5 мг/м3 воздуха).
NФПДК = ^ПДК / ^ц , Pаз/запPессоввкУ, (13)
где NФnдК - превышение загазованности воздуха в цехе уровня ПДК, раз; VВц - объем помещения цеха ДСтП,
3
м.
Естественная вентиляция цеха не приведет к желаемым результатам. Над вытяжным зонтом горячего прессе необходим вентилятор определенной мощности.
Мфч = 106 МфПч = = 106 х 0,2 х 13,71 = 2742 х103 мг/ч. Следовательно, за 1 час цех ДСтП может довести на близлежащей к цеху ДСтП территории концентрацию формальдегида (до уровня ПДК=0,003 мг/м3 воздуха) в воздухе объемом:
Vв = Мфч / ПДКж = = 2742 х103 / 0,003 = 914 х106 м3/ч, где VВ - объем загазованного формальде-
гидом воздуха жилой зоны, млн м3/ч; ПДКЖ - ПДК формальдегида в воздухе жилой зоны, мг/куб. м воздуха.
В конечном виде формулы 13 и 15 будут иметь вид
^ПДК = 104 м
Ж .СМ. КФ^ВНННП / ПДКрУВЦ , раз/запрессовку.
Ув = 104 Мжсм .
■ КФ ■ ПГ / ТГ ■ г ■ п ■ ПДКЖ, млн м3/ч
(16) (17)
Таким образом, пользуясь формулами 16 и 17 можно определить загазованность формальдегидом воздуха и наметить пути уменьшения его выбросов в воздух рабочей зоны и близлежащей к цеху дре-
весно-стружечных плит территории путем расчета и выбора соответствующей вентиляции цеха, использования в технологии плит акцепторов для связывания формальдегида.
УДК 674.613
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ ФАНЕРНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ Е. М. Разиньков
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
В фанерном производстве основным технологическим оборудованием является горячий пресс. Производственная мощность цеха, в виде сменной или годовой производительности, рассчитывается
именно по участку горячего прессования.
Сменная производительность пресса при условии помещения в промежуток пресса одного листа фанеры (ПСМ) определяется по формуле
ПСМ = ТСМLBSnKЭ/103ТЦ, м3 /смену, (1)
где ТСМ - продолжительность смены, мин;
L, В - соответственно длина и ширина листа обрезной фанеры, м; S - толщина листа фанеры, мм; п - количество этажей (промежутков) пресса, шт.;
КЭ - коэффициент эффективности
работы пресса;
Тц - продолжительность цикла работы пресса, мин.
ТЦ = ТВ.П. + Тсн . Д. + ТВСП., мин, (2) где ТВ.П. - продолжительность выдержки фанеры в прессе, мин; Тсн.д. - продолжительность снятия давления по циклограмме прессования, мин;
ТВСП - вспомогательное время при работе пресса, мин. Величина ТВ.П. определяется технологической инструкцией на производство фанеры и для каждой марки фанеры, ее толщины, марки применяемой для склеивания шпона смолы, температуры прессования эта величина регламентирована.
Величина Тсн.д. по данным [1] составляет 2 мин. Однако эта величина при
