Досліджено закономірності видалення вологи при нагріванні деревини токами надвисокої частоти: вплив початкової вологості, розмірів у напрямках вздовж, поперек волокон, сумісний вплив обох напрямків на швидкість видалення вологи для режимів різної інтенсивності. Отримані результати дають підстави для побудови капілярно-пористих моделей деревини дуба, моделювання руху вологи при НВЧ-сушінні деревини дуба.

Рассмотрены вопросы технологии и оборудования для сушки древесины. Приведены сведения о способах сушки, особенностях строения древесины различных пород. Освещена технология камерной сушки, правила атмосферной сушки и хранения пиломатериалов. Сформулированы требования, предъявляемые к современным лесосушильным камерам, даны рекомендации по выбору рационального способа сушки и соответствующего оборудования для различных категорий потребителей.

Розглянуто питання загальної, будівельної, енергетичної та проектно-технологічної частин, охорони праці, навколишнього середовища, техніки безпеки, виробничої санітарії і протипожежного захисту. Висвітлено методику технологічного, теплового та аеродинамічного розрахунку сушильних камер різних типів. Дано опис технологічного процесу сушіння пиломатеріалів, характеристику будівельних огороджень сушильних камер.

Приведены сведения о свойствах и параметрах теплоносителей и агентов гидротермической обработки древесины, рассмотрены особенности их расчета с использованием формул и диаграм. Описаны свойства древесины как объекта тепловой обработки и сушки, а также особенности строения ее различных пород. Рассмотрены основные физические закономерности технологических процессов тепловой обработки и перемещения влаги в древесине, предложены методики технологического расчета оборудования для сушильных камер. Проанализированы особенности кинетики и механизма сушки пиломатериалов. Освещены вопросы динамики развития внутренних напряжений, деформации пиломатериалов и методы их устранения. Изложены требования к аэродинамике лесосушильных камер и методы их оптимизации.

Описано властивості теплоносіїв, агентів гідротермічної обробки та деревини як об'єкта гідротермічної обробки. Проаналізовано фізичні закономірності, технологію та обладнання теплової обробки деревини, процеси її сушіння, наведено класифікацію сушарок. Розглянуто особливості обладнання і технології сушіння пиломатеріалів, шпону та подрібненої деревини.

Описаны свойства теплоносителей, агентов гидротермической обработки и древесины как объекта гидротермической обработки. Проанализированы физические закономерности, технология и оборудование тепловой обработки древесины, процессы ее сушки, приведена классификация сушилок. Рассмотрены особенности оборудования и технологии сушки пиломатериалов, шпона и измельченной древесины.

Викладено теоретичні основи фізичної взаємодії вологи з деревиною, наведено результати досліджень з теплофізичних, діелектричних, оптичних та акустичних властивостей деревини, проаналізовано їх роль у технологічних процесах деревообробки. Висвітлено основні положення з перенесення тепла і маси (вологи) за конвективного, кондуктивного та терморадіаційного теплообміну. Описано принцип дії, наведено характеристику та методику розрахунку теплообмінного обладнання. Розглянуто механізм перенесення тепла і маси у деревині та процеси сушіння, кінетику процесу видалення вологи у деревині з різними методами підведення теплової енергії.

Изложены теоретические основы физического взаимодействия влаги с древесиной, приведены результаты исследований по теплофизическим, диэлектрическим, оптическим и акустическим свойствам древесины, проанализирована их роль в технологических процессах деревообработки. Освещены основные положения по переносу тепла и массы (влаги) при конвективном, кондуктивном и терморадиационном теплообмене. Описан принцип действия, приведены характеристика и методика расчета теплообменного оборудования. Рассмотрены механизм переноса тепла и массы в древесине и процессы сушки, кинетика процесса удаления влаги в древесине с различными методами подведения тепловой энергии.

Предложен оптимизационный подход к управлению технологическими процессами сушки и длительного хранения древесины, показано его отличие от технологических рекомендаций, руководящих технических материалов. Приведен алгоритм этапов сушки и хранения древесины пиломатериалов, описаны способы управления сушкой и хранением. Проанализированы особенности использования технических средств контроля влажности древесины, температуры и относительной влажности сушильного агента. Приведены таблицы коррекции показаний кондуктометрических влагомеров. Рассмотрены ряд задач оптимизации для разных этапов сушки и способы их решения. Внимание уделено алгоритмической, табличной и математической формам описания оптимизационных процедур. Определены причины и способы устранения дефектов сушки.

Проаналізовано технічні та технологічні особливості процесів видалення вологи із деревини під час сушіння у мікрохвильовому полі.

Змодельовано нестаціонарні деформаційно-релаксаційні процеси в анізотропних капілярно-пористих матеріалах, зокрема у висушуваній деревині. Для числового розв'язування двовимірної математичної моделі використано метод скінченних елементів.

Для исключения растрескивания древесины из-за возникающих в процессе сушки внутренних напряжений исследован процесс перехода от одной ступени сушки к другой при определенной переходной влажности в определенных зонах штабеля. Решена оптимизационная задача, позволяющая определить, при каких значениях переходной влажности и скоростях воздуха при нереверсивной циркуляции обеспечивается минимальная продолжительность процесса при сохранении целостности материала.

Змодельовано вологісний і напружено-деформований стан у процесі сушіння капілярно-пористих гігроскопічних матеріалів з урахуванням анізотропії вологісних і в'язкопружних властивостей. На основі гіпотези тонких перерізів, рівнянь Больцмана - Вольтерра та застосування методу скінченних елементів синтезовано математичну модель для визначення динаміки вологовмісту та напружень у деревині під час сушіння на етапі видалення зв'язаної вологи. Розроблено методику визначення параметрів реологічних властивостей деревини за результатами випробувань на повзучість. Наведено алгоритм розрахунку динаміки вологовмісту та напружень у деревині під час сушіння.

Побудовано фізико-математичну модель взаємодії тепломасообмінних, релаксаційно-деформівних і міцнісних процесів та на її базі одержано критерій короткочасної міцності деревини.

Наведено методику розрахунку температурно-вологісних полів у радіаційній сушарці. Надано відповідні рівняння розрахунку.

За допомогою числових методів розв'язано математичну модель розвитку напружень та розподілу вологи у деревині під час сушіння та сформульовано задачу оптимізації цієї моделі. Проаналізовано вибір функції мети для мінімізації кінцевого вологовмісту у висушеному пиломатеріалі з врахуванням обмежень на напруження. Побудовано багатоступеневий режим сушіння за рахунок розв'язання задачі оптимізації.

Розглянуто метод розрахунку температурних полів у процесі сушіння тонких листових матеріалів. Наведено формули для його розрахунку.

Розроблено методологію дослідження деформативності деревини й деревостружкових плит зі змінними потенціалами тепломасоперенесення. На підставі синтезу основних законів термодинаміки неврівноважених процесів та механіки спадкового середовища висвітлено прикладні методи синтезу й аналізу зв'язку напружено-деформівного стану деревини й деревостружкових плит з параметрами зовнішнього та внутрішнього тепломасоперенесення. Наведено реологічні рівняння стану деревних матеріалів, на базі яких розв'язано важливий для процесу сушіння деревини та виготовлення деревостружкових плит клас нових задач визначення напружено-деформівного стану матеріалів. Викладено методологію експериментальних досліджень реологічних властивостей деревини та деревостружкових плит у широкому діапазоні зміни температурно-вологісних полів.

  Скачати повний текст

Розроблено нову математичну модель визначення двовимірного вологовмісного та в'язкопружного станів у процесі сушіння деревини, яка враховує анізотропію реологічних і вологісних властивостей матеріалу. Створено алгоритм методу скінченних елементів для в'язкопружної області деформування деревини, що дає змогу встановити зв'язок між масообмінними та деформаційно-релаксаційними процесами у висушуваній деревині з урахуванням анізотропії вологісних і в'язкопружних властивостей. Установлено закономірності реологічної поведінки деревини для напрямів анізотропії механічних властивостей, які дозволяють кількісно описати та прогнозувати компоненти деформацій повзучості для різних значень температур і вологості. Досліджено двовимірний напружено-деформівний стан деревини у процесі сушіння, що дозволяє кількісно описати вплив розподілу гігроскопічної вологи та температури, анізотропії вологісних і в'язкопружних властивостей, породи матеріалу, параметрів агента сушіння на зміну нормальних і тангенціальних напружень у деревині у процесі сушіння.

Розроблено математичні моделі, необхідні для аналізу тепло- та масообмінних процесів у теплонасосній установці для сушіння деревини. Проведено експериментальні дослідження впливу вологи на конвективний теплообмін під час проходження вологого повітря у ребристо-трубному теплообміннику з насадними пластинчатими ребрами. Для розрахунку конвективного теплообміну з урахуванням вологовипадання запропоновано поправковий коефіцієнт, який дозволяє урахувати комплекс явищ, що виникають під час випадіння вологи на поверхні теплообміну. Розроблено методику проектування теплонасосної установки для сушіння деревини, придатність якої підтверджено результатами числового моделювання, а також результатами попередніх випробувань дослідно-промислового зразка. Запропоновано оптимальні закони керування процесом сушіння, які дозволяють знизити енергоспоживання теплонасосної установки у порівнянні з традиційним регулюванням на 22 %.

Запропоновано та обгрунтовано вибір одного з показників якості сушіння деревини дуба - сумарної довжини тріщин у поперечному перерізі. Досліджено кінетику появи та розвитку поверхневої тріщини за конвективно-надвисокочастотного сушіння, вплив інтенсивності нагріву та розмірів пиломатеріалів на сумарну довжину тріщин у поперечному перерізі. Виявлено вплив вологості та масштабного фактора на тріщиностійкість деревини та обгрунтовано розташування тріщини під час сушіння. Запропоновано моделі розрахунку внутрішніх напружень залежно від часу сушіння та координати поперечного перерізу для різних ступенів наближення до реальних умов цього процесу. За результатами експериментальних та теоретичних досліджень уточнено технологію високоякісного конвективно-надвисокочастотного сушіння деревини дуба, що враховує розміри пиломатеріалів, інтенсивність нагріву та поточну вологість.