Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева

Диссертационная работа:

Анисимов Владимир Александрович. Разработка технологии высокотемпературной сушки прессованной древесины в процессе ее получения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.21.05 : Воронеж, 2005 168 c. РГБ ОД, 61:05-5/2161

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр
ВВЕДЕНИЕ 5

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

  1. Прессованная древесина и ее значения при использовании в различных отраслях 10

  2. Фильтрационный тепло - и массоперенос при сушке древесины за счет градиента внутреннего избыточного давления . 12

  3. Анализ процесса тепло - и массопереноса при сушке прессования древесины и особенности его оптимального управления 18

  4. Анализ современного состояния температурных данных о теплофизических свойствах натуральной и прессованной древесины 22

  1. Удельная теплоемкость натуральной древесины 23

  2. Коэффициенты теплопроводности натуральной древесины 26

  3. Коэффициент температуропроводности древесины 36

  1. Тепло физические свойства прессованной древесины ....38

  2. Выводы, цель и задачи исследования 40

2 МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВА
НИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ТЕПЛО - И МАССОПЕРЕНОСА И ТЕПЛОФИЗИ-
ЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНОЙ И ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИ
НЫ 43

  1. Исследуемые материалы и особенности замера температуры и внутреннего избыточного давления при сушке древесине 43

  2. Методика и экспериментальные установки для исследования фильтрационного тепло - и массопереноса в процессах сушки 45

  1. Методика замера температуры 47

  2. Методика определения внутренних избыточных давлений 47

2.2,3 Методика измерения влагосодержания образцов древесины в процессе суш
ки 49

23 Методика исследования тепло физических свойств прессованной древеси
ны 51

2.3.1 Квазистационарные методы исследования теплофизических свойств прессо
ванной древесины 51

а) Методика определения коэффициента теплопроводности прессованной древе
сины с помощью прибора ИТ-С-400 53

б) Методика определения теплоемкости прессованной древесины с помощью при
бора ИТ-С-400 57

2.3.2 Нестационарный метод исследования теплофизических свойств прессован
ной древесины 60

  1. Методика подготовки к исследованию образцов из прессованной древесины для определения коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости 68

  2. Градуировка измерителя теплоемкости в приборе ИТ-А-400 69

  1. Градуировка измерителя теплопроводности в приборе ШЧІ-400 70

  2. Градуировка измерителя теплопроводности в приборе ИТ-С-400 73

2.6. Выводы 75

3 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 76

3.1 Температурно - временные теплофизические характеристики прессованной
древесины 76

  1. Температурная зависимость коэффициента теплопроводности 80

  2. Аналитический учет для расчетной практики зависимости коэффициента теплопроводности от температуры и от плотности материала 85

  3. Температуропроводность прессованной древесины 89

3.5 Исследование по получению термостойкого теплопроводного материала из
прессованной древесины и его теплофизические свойства 91

3.6 Выводы 95

4 ТЕПЛО - И МАССОПЕРЕНОС В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ПРЕССОВАН
НОЙ ДРЕВЕСИНЫ 97

  1. Внешний тепло-и массоперенос в процессе сушки 98

  2. Внутреннее тепло —и массоперенос в процессе сушки 103

  3. Термодинамика процесса сушки древесины 115

  4. Внутренние избыточное давление при сушке натуральной и прессованной древесины 119

  5. Разработка режима сушки прессованной древесины с учетом внутренних избыточных давлений 124

  6. Анализ влияния различных параметров на процесс сушки натуральной и прессованной древесины 130

  7. Выводы 133

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СУШ
КИ ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 135

  1. Особенности высокотемпературной сушки прессованной древесины 135

  2. Фильтрационный тепло - и массоперенос прессованной древесины в процессе ее сушки 141

  3. Дистанционный контроль влажности при высокотемпературной сушке прессованной древесины 145

  4. Расчет экономического эффекта от внедрения высокотемпературной сушки прессованной древесины 148

  5. Выводы 149

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 150

ЛИТЕРАТУРА 152

ПРИЛОЖЕНИЯ 163

Введение к работе:

Актуальность темы. Сырьем для изготовления прессованной древесины служит натуральная древесина. Ежегодно в мире заготавливается свыше 2,5 млрд.м3 древесины, в том числе в России свыше 300 млн.м3 древесины, которая является основным сырьем для многих отраслей промышленности, строительства и сельского хозяйства. Постоянно растущая потребность в древесных материалах не может быть удовлетворена только увеличением объема заготовок. Важным условием экономически выгодного использования древесины является увеличение срока ее службы, защита от биологического разрушения, возгорания и химически агрессивных сред. Все это достигается при использовании прессованной древесины (ДП), которая также существенно улучшает и природные свойства натуральной древесины. Проблема прессования древесины приобретает в настоящее время большое значение из-за заметного сокращения лесных ресурсов, влекущим за собой необходимость включения в сферу производства для получения ДП таких малоценных мягких лиственных пород как березы, осины, ольхи, тополя. Использование ДП является значительным резервом экономии цветных и черных металлов, особенно при использовании ее в машиностроении в узлах опор скольжения.

Широкое внедрение ДП сдерживается недостаточной изученностью технологии для массового производства ДП. Наиболее длительным и энергоемким процессом в технологии получения ДП является процесс ее сушки, который до настоящего времени не нашел своего теоретического и экспериментального решения. Причиной этого является также практическое отсутствие информации о тепло физических свойствах ДП, что не позволяет в ряде случаев проводить расчеты как режимов сушки ДП, так тепловые расчеты при использовании ДП в опорах скольжения.

Одним из методов интенсификации процесса сушки является использование высокотемпературного режима сушки, при котором одним из

основных параметров влияющих на тепло - и массоперенос, является градиент внутреннего избыточного давления паровоздушной смеси. Целенаправленное же решение этой проблемы невозможно без создания и использования надежных, удобных и проверенных методов исследования. Необходимы теоретические и экспериментальные исследования, которые требуют особого подхода и решения.

Таким образом, решение рассматриваемой проблемы является актуальной важной прикладной задачей, имеющей существенное значение для научного обоснования режимов сушки ДП.

Работа выполнялась в соответствии с научно — технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма «Инновация». Гос. регистр. №01.2.00108701, 2001...2003 г.г.) и по Комплексному плану научно -исследовательских работ ВГЛТА по теме «Разработка и создание диагностических систем по физико-механическим свойствам материалов, применяемых на предприятиях лесного комплекса и других отраслей промышленности». Гос. регистр. №01.2.00105347 (раздел «Реофизика модифицированной древесины »), 2001...2005 г.г.

Цель работы; заключается в обосновании и разработке технологии высокотемпературной сушки прессованной древесины в процессе ее получения.

Объекты и методы исследований. Объектом исследований явился материал из прессованной древесины. Теоретические исследования базировались на методах дифференциального и интегрального исчисления с использованием уравнений тепло - и массообмена и термодинамики. Использовались численные методы расчета параметров теплопередачи, движения, диффузии. В экспериментальных исследованиях применены методы моделирования, микроструктурного анализа материала, математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы:

- разработана методика для исследования фильтрационного тепло - и
массопереноса в высокотемпературных режимах сушки ДП
отличающаяся одновременным комплексным измерением
быстроменяющихся полей потенциалов переноса;

получена математическая модель термодинамики сушки ДП отличающаяся учетом одновременного влияния на процесс сушки таких основных факторов как влажность, температура и внутреннее избыточное давление паровоздушной смеси;

получена математическая модель по расчету внутреннего массопереноса в процессе сушки ДП отличающаяся учетом изменения влажности по линейному закону;

исследованы теплофизические свойства ДП (теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности) и получены уравнения для их расчета отличающиеся результатами исследований в широком температурном интервале, учетом степени прессования (плотности) и направлением теплового потока относительно волокон древесины;

- предложен двухступенчатый высокотемпературный режим сушки ДП
с температурой агента первой ступени сушки 100 С, а второго 120 С
отличающийся быстрым прогревом ДП, обеспечением максимального
давления парогазовой смеси, которое способствует интенсивному
массопереносу и сокращению времени процесса сушки;

- предложен дистанционный метод контроля влажности в
высокотемпературной сушке ДП, основанный на принципе
выравнивания температуры в толще древесины в процессе ее сушки.
Значимость для теории и практики. Теоретические и

экспериментальные исследования позволили обосновать особенности тепло -и массопереноса при сушке ДП и определить оптимальные режимы ее сушки. Определены теплофизические свойства ДП и получены уравнения

для их расчета в зависимости от температуры, степени прессования (плотности) и направления теплового потока относительно волокон древесины.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований рассмотрены, одобрены и приняты к внедрению научно-производственным центром «Восмоддрев», ООО фирма «Олми» и внедрены в учебный процесс на кафедре древесиноведения ВГЛТА.

Обоснованность и достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается корректностью принятых допущений при исследованиях, хорошей сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований, использованием современных экспериментальных методов и обработки их результатов.

Основные положения, выносимые автором на защиту;

установка и методика определения теплофизических свойств ДП в широком температурном интервале;

результаты теоретических исследований термодинамики сушки ДП учитывающие одновременное влияние на процесс сушки влажности, температуры и внутреннего избыточного давления парогазовой смеси;

аналитическая зависимость по расчету внутреннего массопереноса в процессе сушки, в которой в расчетах принято, что изменение влажности происходит по линейному закону;

- экспериментальные результаты исследований теплофизических
характеристик ДП (теплоемкости, коэффициенты теплопроводности и
температуропроводности) и полученные уравнения для их расчета;

- двухступенчатый высокотемпературный режим сушки ДП,
обеспечивающий интенсивный массоперенос и сокращение времени
процесса сушки;

- дистанционный метод контроля влажности в высокотемпературной
сушке ДП.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3-й Российской национальной конференции по теплообмену (М.: МЭИ, 2002), на всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Воронеж: ВГЛТА, 2004)и на ежегодных научно — технических конференциях профессорско — преподавательского состава ВГЛТА (Воронеж).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 научных работ (из них 3 единоличные публикации).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Она включает 168 страниц, из них 151 страницу основного текста, 26 иллюстраций, 14 таблиц, 120 наименований использованной литературы, в том числе 18 иностранных источников и 3 приложений.

Подобные работы
Шарапов Евгений Сергеевич
Разработка технологии получения строганого шпона из древесины березы с ядровой гнилью
Локтионова Ирина Валентиновна
Разработка технологии получения ментадиенов и n-цимола из скипидара
Постникова Марина Витальевна
Разработка новой технологии получения древесной массы
Прокопьев Сергей Анатольевич
Разработка технологии ультраоксипиролиза древесной биомассы для получения бионефти и древесного угля
Антонов Виктор Николаевич
Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов
Сафонов Андрей Олегович
Разработка теории и метода энергосберегающей автоматизированной технологии сушки древесных частиц в барабанных агрегатах
Платонов Алексей Дмитриевич
Интенсификация процесса сушки древесины трудносохнущих пород
Селиванова Наталия Владимировна
Влияние лигнина и дестабилизирующих добавок на процесс разделения фаз при получении таллового масла
Иогансон Ольга Владимировна
Разработка эффективных способов получения дубильного экстракта и волокнистого полуфабриката из отходов окорки древесины ели
Русинова Наталия Владимировна
Разработка технологии рубок ухода (прореживания) с учетом размещения биогрупп деревьев

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net