5.Почему в процессе оттаивания температура в центральной части древесины длительное время равна 0 ºС?
6.Укажите области применения кондуктивного нагревания древесины.
7.Поясните, почему процесс оттаивания ядровой древесины ограничивается только еѐ заболонью.
3.6.Технология и оборудование тепловой обработки древесины
Основные вопросы этого раздела
Промышленные способы тепловой обработки (обработка в открытых бассейнах, проваривание, пропаривание) и их применение в различных деревообрабатывающих производствах. Технология и режимы тепловой обработки. Оборудование для тепловой обработки. Открытые утепленные бассейны. Варочные бассейны. Парильные камеры, ямы и автоклавы. Основы безопасности и охрана труда при их обслуживании. Экологические особенности цехов и участков тепловой обработки древесины.
В этом разделе рассматриваются производственные процессы нагревания и оттаивания древесины, основное оборудование тепловой обработки, правила его технологического и теплового расчета, а также принципы построения рациональных режимов и проведения процессов нагревания и оттаивания.
Вопросы для самоконтроля:
1.Укажите промышленные способы тепловой обработки на основе конвективного теплообмена.
2.Какими факторами определяется пропускная способность отепленного бассейна?
3.Укажите преимущества и недостатки мягких и жестких режимов проваривания древесины.
4.Перечислите оборудование для проваривания древесины.
5.Назначение проваривания и пропаривания древесины.
6.Поясните назначение тепловой обработки древесины.
7.Как рассчитать потребное число установок?
3.7. Физические закономерности процессов сушки древесины
Основные вопросы этого раздела
Классификация способов сушки древесины. Явления, определяющие процесс сушки. Особенности тепло-влагообмена и влагопереноса при сушке
древесины. Закономерности и механизм низкотемпературных процессов сушки. Развитие напряжений в древесине, закономерности их образования и развития. Контроль напряжений.
При изучении данного раздела не следует стремиться к заучиванию всех уравнений. Необходимо понять их физическую сущность и суметь логично и последовательно их объяснить. Однако уравнения влагопереноса и расчетные уравнения продолжительности сушки нужно знать. При изучении процесса сушки особое внимание следует уделить рассмотрению механизма перемещения влаги в древесине и развития напряжений в материале. Четкое усвоение причин и особенностей возникновения и развития в древесине внутренних напряжений имеет первостепенное значение для понимания последующих разделов курса, относящихся к оборудованию и проведению процесса сушки пиломатериалов.
Изучение теоретических основ курса дает ключ к глубокому инженерному пониманию характера физических явлений, лежащих в основе процессов сушки древесины.
Примеры:
1. Определить коэффициент влагопроводности древесины дуба (ядро) в радиальном направлении при температуре 50 0С. Объем сердцевинных лучей в древесине составил 16 %.
Пояснение: для определения коэффициента необходимо использовать рис. 34 и уравнение (88), учебник [1], с. 81.
Ответ: а΄ = 2,9 · 10 6 см2 /c.
2. Определить средний коэффициент влагообмена древесины при температуре 90 ºС и степени насыщенности 0,5. Скорость движения воздуха 2 м/с.
Пояснение: при решении необходимо использовать рис. 38, учебник [1], с. 90.
Ответ: α ' = 3,7 · 10 6 см /c.
3. Определить продолжительность сушки березовых дощечек радиальной распиловки, сечением 16х100 мм от начальной влажности 28 % до конечной 10 %. Скорость циркуляции агента сушки 2 м/с, температура 70 ˚С и степень насыщенности 0,6.
Пояснение: при определении продолжительности сушки используется уравнение
(95), учебник [1], с. 89.
Определяются коэффициенты влагопроводности a΄ и влагообмена α ' . И величина равновесной влажности при t = 70 ºC и φ 0,6.
Ответ: τ = 11,88 часа.
4. Определить продолжительность сушки досок из древесины ясеня (заболонь) тангенциальной распиловки сечением 32х220 мм в воздухе температурой 60 ºС и степенью
насыщенности 0,6 от начальной влажности 55 % до конечной 12 %. Скорость циркуляции агента сушки 1,75 м/с.
Пояснение: приближенно задача может быть решена по уравнению (99), учебник
[1], с. 91.
Ответ: τ = 48,31 часа.
5. Березовые заготовки сечением 40х100 мм высушиваются от начальной влажности 70 % до конечной 8 % в среде перегретого пара температурой 115 ˚С при скорости циркуляции 2 м/с. Определить продолжительность сушки.
Пояснение: решение задачи требует последовательного применения двух уравнений (102), (104) учебник [1], с. 93 и для двух этапов процесса:
первый этап от начальной влажности до переходной; второй этап от переходной влажности до конечной.
Ответ: τ = (τ1 + τ2∙)с∙τ = (25 +16)∙0,78 = 32 часа.
Вопросы для самоконтроля:
1.В каких условиях происходит выпадение росы на внутренней поверхности стен, перекрытий и дверей сушильных камер?
2.Как при этом изменяется влагосодержание воздуха в камере?
3.В каком виде (жидком или парообразном) перемещается влага по толщине высушиваемого материала?
4.Что такое перепад влажности по толщине досок?
5.Что такое градиент влажности и как он определяется?
6.Что такое влагопроводность древесины?
7.Каково содержание понятий о молярной, капиллярной и диффузионной влагопроводности?
8.Что называется кинетикой сушки и динамикой сушки?
9.Каковы основные закономерности кривой сушки? Ее сущность?
10.Как изменяется во время сушки влажность на поверхности и в центре сечения пиломатериалов?
11.В чем заключается исходная причина возникновения внутренних деформаций при сушке материала?
12.Как избежать торцового и пластевого растрескивания древесины?
3.8. Классификация, принципиальные схемы и детали оборудования конвективных сушилок
Основные вопросы этого раздела
Классификация сушильных устройств. Основные варианты сушильного процесса при сушке воздухом, топочными газами и перегретым паром. Типовые, принципиальные схемы конвективных сушилок. Расход энергии на сушку и пути его снижения.
Промышленная практика отработала и выдвигает применительно к различным условиям большое количество различных сушильных установок. Необходимо разобраться в них и уметь их классифицировать по основным, наиболее существенным признакам (по принципу действия, по применяемому агенту сушки, по характеру его циркуляции и т.д.).
Надо запомнить основные типы и разновидности сушилок, используемых в деревообрабатывающей промышленности.
При сушке древесины газообразными сушильными агентами основные особенности процесса достаточно полно характеризуются принципиальной схемой устройства и графиком изменения состояния среды на Id и Idα диаграммах.
Необходимо знать варианты этих графиков для основных типов воздушных и газовых сушилок, достоинства и недостатки однократной и многократной циркуляции сушильного агента.
Вопросы для самоконтроля:
1.Почему сушильные установки для пиломатериалов применяют рециркуляционные?
2.Какие технические требования предъявляются к лесосушильным установкам?
3.Что положено в основу классификации сушильных установок?
4.Какие сушилки более гибки в регулировании процесса?
3.9.Тепловое и циркуляционное оборудование сушилок
Основные вопросы этого раздела
Тепловое оборудование (калориферы, конденсатоотводчики, паропроводы и конденсатопроводы, топки сушилок). Системы теплоснабжения паровых и газовых сушилок. Циркуляционное оборудование (вентиляторы и их характеристики, вентиляторные и эжекторные установки). Системы цирку-
ляции в сушилках. Основы расчета теплового и циркуляционного оборудования.
Надо разобраться в принципах работы и устройстве элементов теплового и циркулярного оборудования; знать основные требования, предъявляемые к этому оборудованию (калориферам, водоотводчикам, увлажнительным трубам, топкам, вентиляторам, эжекторам), овладеть методами их выбора и расчета.
Вопросы для самоконтроля:
1.В каких условиях работы топки на древесном топливе получаются бездымные топочные газы?
2.Что такое калорифер? Для чего он предназначен?
3.Почему недопустима задержка конденсата в калориферных трубах?
4.Как должен монтироваться калорифер из ребристых труб, чтобы в них не застаивался конденсат?
5.Почему недопустима задержка конденсата в паропроводных и конденсатных трубах? Что такое гидравлический удар?
6.Какова конструкция пластинчатого калорифера?
7.В чем заключаются преимущества и недостатки калорифера, монтируемого из ребристых труб?
8. То же — пластинчатого калорифера? Условия его применения.
9.Изложите принцип действия поплавкового конденсатоотводчика.
10.Изложите принцип действия термостатного конденсатоотводчика.
11.То же — термодинамического.
12.Каковы последствия от неисправности конденсатоотводчиков при эксплуатации сушильной установки?
13.Изложите принцип действия центробежного вентилятора.
14.То же — осевого вентилятора.
15.Что такое аэродинамическая характеристика вентилятора?
3.10.Лесосушильные камеры
Основные вопросы этого раздела
Классификация и общие принципы устройства лесосушильных камер. Укладка пиломатериалов в штабеля. Ограждения (фундаменты, стены, перекрытия, двери). Воздушные и паровоздушные камеры периодического действия; с естественной циркуляцией, эжекционные, с прямым побуждением циркуляции. Воздушные камеры непрерывного действия. Газовые камеры периодического и непрерывного действия. Технико-экономические показате-