авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Технология сушки пиломатериалов на основе моделирования и оптимизации процессов тепломассопереноса в древесине

-- [ Страница 4 ] --

Примечание. Внутренние напряжения во всех сушках соответствовали II категории качества сушки

Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что:

  • Сушка пиломатериалов бесступенчатыми режимами при рациональном значении параметров позволяет, по сравнению с нормативными режимами, существенно повысить значения показателей эффективности (продолжительность сушки и затраты энергии на сушку).
  • Качественные показатели сушки в случае применения бесступенчатого режима также существенно выше: в 1,6 раза меньше значения среднеквадратического отклонения влажности, а величина внутренних напряжений соответствует I категории качества. В то же время при сушке нормативными режимами величина внутренних напряжений соответствует второй категории качества.

В дальнейшем были проведены производственные испытания предложенной нами технологии сушки, которые подтверждены актами испытаний на ряде предприятий и также подтвердили высокую эффективность сушки пиломатериалов бесступенчатыми режимами.

а) б) в)

Рис. 15. Зависимость выходных параметров процесса сушки от входных (камера с естественной циркуляцией, режим осциллирующий)

а) Продолжительность сушки;

б) Среднеквадратическое отклонение;

в) Расход энергии на сушку.

 а) б) в) Зависимости выходных-85

 а) б) в) Зависимости выходных-86

а) б) в)

Рис. 16. Зависимости выходных параметров процесса сушки бесступенчатым режимом от входных

а) Продолжительность сушки

б) Среднеквадратическое отклонение влажности

в) Энергозатраты на сушку

В шестом разделе “Оценка технико-экономической эффективности использования результатов работы” изложена методика расчета экономического эффекта от внедрения разработанной технологии сушки за счет экономии энергии и снижения брака. Годовой экономический эффект при объеме сушки 5,0 тыс. м3 составляет 721 тыс. руб. в ценах 2004 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Изучение принципиальных вопросов конвективной сушки пиломатериалов позволяет сделать следующие основные выводы и рекомендации:

  1. В современных условиях эффективность сушки может быть оценена величиной суммарного расхода энергии на сушку 1 м3 пиломатериалов. При этом существенное снижение энергозатрат при конвективной сушке возможно по следующим направлениям:
  • использование камер с естественной циркуляцией при полном исключении расхода электроэнергии на привод вентиляторов.
  • интенсификация процесса.
  1. Совокупность параметров режима определяет эффективность и качество высушиваемой древесины, следовательно, задача о повышении значений данных показателей является оптимизационной и многокритериальной.
  2. Капиллярная влагопроводность древесины существенно зависит от ее температуры. При положительных температурах сушка в области ниже гигроскопической происходит в основном по закономерностям диффузии, которые описываются законом Стефана. При этом попытки усреднения значений коэффициента влагопроводности древесины приводят к существенным ошибкам при расчете полей влагосодержания, продолжительности сушки, а также величины внутренних напряжений в древесине.
  3. Коллоидная капиллярно-пористая структура древесины может быть представлена физической моделью в виде системы макрокапилляров, представляющих собой части анатомических элементов древесины и непостоянных микрокапилляров, радиус которых функционально зависит от влажности древесины в гигроскопической области.
  4. Для капиллярно-пористых тел, каким является древесина, влагообмен с внешней средой происходит за счет удаления влаги из капилляров, выходящих на поверхность. При равновесии жидкости в капилляре над ее мениском на стенке образуется полимолекулярная пленка, с толщиной, уменьшающейся по определенному закону. Если радиус капилляра составляет не более 10-5 м, то скорость испарения определяется не только диффузионным потоком пара, но и потоком, переносимым пленкой при ее течении под влиянием градиента толщины. Подтверждена возможность использования уравнения Дерягина-Нерпина для определения вклада пленочного механизма. Полученные в результате анализа моделей капиллярного испарения уравнения для определения нормированного коэффициента влагопроводности показали его существенную зависимость от влажности древесины. В результате анализа соотношения между капиллярным испарением и пленочным переносом влаги получены зависимости коэффициента фазового превращения в функции влажности сохнущей древесины.
  5. В полученных аналитически уравнениях значения коэффициента влагообмена древесины зависят от абсолютной температуры, равновесной влажности среды и критерия фазового превращения, а при ламинарном характере потока газа, обтекающего сохнущее тело, еще и от скорости циркуляции.
  6. Для полного удаления гигроскопической влаги из древесины агент сушки должен обладать химическим потенциалом не меньшим, чем работа сорбции влаги древесиной. При этом значение химического потенциала агента сушки может служить косвенной оценкой равновесной влажности среды.
  7. Теоретические исследования кинетики и динамики сушки пиломатериалов в камерах с естественной и принудительной циркуляцией показали практическую пригодность моделей массопереноса в древесине для анализа процессов развития полей влагосодержания и влажностных напряжений в древесине.
  8. Контроль влажности древесины непосредственно в процессе ее сушки по разности температур на штабеле является наиболее эффективным за счет простоты технической реализации. Полная ошибка определения влажности при этом зависит от свойств древесины, геометрических параметров высушиваемых сортиментов и параметров агента сушки. Метрологические характеристики метода достаточно высоки (2 – 5 %), что позволяет рекомендовать метод для практического использования.
  9. Для лесосушильных камер с естественной циркуляцией эффективной оказывается структура режима с циклическим нагревом-охлаждением штабеля, что позволяет существенно сократить продолжительность сушки пиломатериалов и повысить их качество. Бесступенчатая структура режима в камерах с принудительной циркуляцией позволяет получать сухие пиломатериалы требуемого качества с минимальными затратами энергии. Построенные по результатам эксперимента математические модели, представляющие собой зависимости эффективности и качества сушки пиломатериалов от параметров режима, позволяют решать задачи оптимизации, в том числе компромиссную задачу, после решения которой получены рациональные значения параметров режима.
  10. При выполнении работы было разработано и использовалось следующее программное обеспечение:

- программы для анализа кинетики и динамики сушки пиломатериалов в вычислительной среде Mathcad – 12, в частности для решения уравнений и систем ДУЧП, расчета внутренних напряжений в древесине на основе многостержневой модели, построения двух и трехмерных графических зависимостей;

- оптимизационные процедуры, расчет статистических характеристик кривых нормального распределения, построение математических моделей и анализ их адекватности;

  1. Расчеты технико-экономической эффективности показали, что общий годовой экономический эффект при объеме сушки 5,0 тыс. м3 составляет 721 тыс. руб. в ценах 2004 года, из них 196 тыс. руб. за счет энергетической составляющей общей экономии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ

В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

- Монографии

  1. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Лесосушильные камеры с естественной циркуляцией воздуха. Екатеринбург: УГЛТУ, 2007. 119 с.
  2. Гороховский А.Г. Повышение эффективности управления процессом сушки пиломатериалов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2007. 128 с.

- Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

  1. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Технология камерной сушки древесины с пониженными энергозатратами // Деревообрабатывающая промышленность, 2005. № 4. С. 9 – 11.
  2. Гороховский А.Г., Удачина О.А., Шишкина Е.Е. Начальный прогрев штабеля при сушке пиломатериалов без искусственного увлажнения обрабатывающей среды // Деревообрабатывающая промышленность, 2005. № 6. С. 13 – 15.
  3. Гороховский А.Г. Исследование влияния разброса влажности сухих пиломатериалов на качество продукции деревообработки // Деревообрабатывающая промышленность, 2007. № 4. С. 16 – 18.
  4. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Анализ динамики процессов сушки древесины с применением вычислительной среды Mathcad – 12 // Деревообрабатывающая промышленность, 2007. № 5. С. 18 – 19.
  5. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Уточнение методики расчета скорости естественной циркуляции агента сушки // Деревообрабатывающая промышленность, 2007. № 6. С. 18 – 19.
  6. Гороховский А.Г. Энергосберегающая технология камерной сушки пиломатериалов // Изв. СПбЛТА. Вып. 173. СПб., 2005. С. 117 – 122.
  7. Гороховский А.Г. Анализ процессов сушки на основе усовершенствованного метода решения системы дифференциальных уравнений в частных производных тепломассообмена // Изв. СПбЛТА. Вып. 180. СПб., 2005. С. 208 – 215.

- Прочие

  1. Агапов В.П., Гороховский А.Г. Устройство для сушки пиломатериала // Патент на полезную модель № 37815. Дата регистр.: 10.05.2004. Бюл. № 13.
  2. Агапов В.П., Гороховский А.Г. Устройство для сушки пиломатериала // Патент на полезную модель № 39527. Дата регистр.: 10.08.2004. Бюл. № 22.
  3. Агапов В.П., Гороховский А.Г. Устройство для сушки пиломатериалов // Патент на полезную модель № 39938. Дата регистр.: 20.08.2004. Бюл. № 23.
  4. Агапов В.П., Гороховский А.Г. Устройство для сушки пиломатериалов // Патент на полезную модель № 42296. Дата регистр.: 27.11.2004. Бюл. № 47.
  5. Гороховский А.Г., Ухов А.В. Получение топливных и металлосодержащих брикетов гидравлическим шестеренчатым прессом // Патент на полезную модель № 39534. Дата регистр.: 10.08.2004. Бюл. № 22.
  6. Гороховский А.Г., Пузанов С.А. Устройство для сортировки шпона. А.с. № 1632920. Мкл. Б 65 47/71. Б.И. № 43, 1991.
  7. Гороховский А.Г., Мялицын А.В. Сушка экспортных пиломатериалов в проходных камерах туннельного типа // Труды II международного евразийского симпозиума «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века». Екатеринбург, 2007.
  8. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Расчет скорости агента сушки в камерах с естественной циркуляцией // Труды II международного евразийского симпозиума «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века». Екатеринбург, 2007.
  9. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Исследование процессов тепломассообмена при конвективной сушке древесины с применением вычислительной среды MATHCAD-12 // Труды II международного евразийского симпозиума «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века». Екатеринбург, 2007.
  10. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Сокращение энергозатрат при конвективной сушке пиломатериалов // Сборник докладов международной научно-технической интернет-конференции «Лес-2007». Брянск, 2007.
  11. Гороховский А.Г., Удачина О.А., Шишкина Е.Е. О начальном прогреве штабеля при сушке пиломатериалов без искусственного увлажнения обрабатывающей среды // Сборник научных трудов “Актуальные проблемы лесного комплекса”. Брянск, 2006. № 14.
  12. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. О скорости начального прогрева штабеля при сушке пиломатериалов в камерах с естественной циркуляцией агента сушки // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы – проблемы и решения» - Красноярск, СибГТУ, 2005.
  13. Гороховский А.Г. Оригинальна и очень эффективна: энергосберегающая технология камерной сушки древесины, ч. I // Лесной Урал, Екатеринбург, 2005. № 4.
  14. Гороховский А.Г., Агапов В.П., Шишкина Е.Е., Гороховский А.А. Оригинальна и очень эффективна: энергосберегающая технология камерной сушки древесины, ч. II // Лесной Урал, Екатеринбург, 2005. № 5.
  15. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Энергосбережение в камерной сушке пиломатериалов // Материалы Межвузовской научно-технической конференции факультета Механической технологии древесины» - Екатеринбург, УГЛТУ, 2005.
  16. Гороховский А.Г., Чамеева Е.В., Обвинцев В.В. Проект цеха по производству черновых мебельных заготовок для условий мебельной фабрики «Авангард» // Тезисы докладов областной научно-технической конференции «Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса». Екатеринбург: УГЛТА, 1995.
  17. Гороховский А.Г. Современное направление в научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе по снижению расхода энергоносителей в лесосушильном хозяйстве // III международный форум «Лесопромышленный комплекс России в XXI веке”: тезисы доклада конференции “Оборудование и модернизация лесопильных и деревообрабатывающих производств». СПб, 2001.
  18. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Исследование процессов тепломассообмена при конвективной сушке древесины с применением вычислительной среды Mathcad – 12 // Первичная обработка древесины: лесопиление и сушка пиломатериалов. Состояние и перспективы развития. СПб.: НП «НОЦ МТД», 2008.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 212.220.03 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Лесотехническая государственная академия, Ученый совет.

Отпечатано с авторского оригинал-макета

Лицензия ЛР № 020578 от 04.07.97

Подписано в печать с оригинал макета 21.01.02

Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная.

Уч.-изд. л. 2,0. Печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № ___

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия

Издательско-полиграфический отдел СПбЛТА

194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.