автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Разработка теории и метода энергосберегающей автоматизированной технологии сушки древесных частиц в барабанных агрегатах

На правах рукописи

САФОНОВ Андрей Олегович

РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ И МЕТОДА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ В БАРАБАННЫХ АГРЕГАТАХ

05.21.05 Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж - 2003

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор Петровский Владислав Сергеевич

доктор технических наук, профессор Базаров Сергей Михайлович

доктор технических наук,

профессор Памфилов Евгений Анатольевич

доктор технических наук,

профессор Филонов Александр Андреевич

Карельский научно-исследовательский институт лесопромышленного комплекса Петрозаводского государственного

университета

Защита состоится 27 июня 2003 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, зал заседаний - аудитория 118).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВГЛТА.

Автореферат разослан 21 мая 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Курьянов В. К.

<2> ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Технологии сушки стружки в барабанных агрегатах характеризуются чрезмерными удельными расходами топлива более 170 кг/т и электроэнергии свыше 70 кВт-ч/т, колебаниями конечных влажности частиц ± 2 % и температуры отработавшего теплоносителя ± 6 °С. Используемые сейчас в России 38 линий по производству ДСтП общей мощностью 4000 тыс. м3/год не обеспечивают в полной мере потребности рынка. Это обусловлено несовершенством технологий, достаточно большим количеством управляемых параметров и возмущений, которые чаще не учитываются, отсутствием адекватного математического описания показателей эффективности сушки, далеко несовершенным ручным регулированием подачи воздуха и топлива. Отсутствие моделей установившихся режимов не позволяет решать многокритериальные оптимизационные задачи управления. Нет достаточно обоснованной математической идентификации явлений тепломассопереноса, обеспечивающей интенсификацию сушки. Отсутствуют научно-обоснованные теоретические построения динамики параметров процесса и затрат теплоты на сушку, позволяющие в реальном масштабе времени контролировать, регулировать влажность и насыпную плотность стружки, параметры теплоносителя. Наука и существующая практика не имеют достаточно совершенных многокритериальных энергосберегающих систем управления технологиями сушки.

Решение этой достаточно трудной научно-практической проблемы значительно повышает эффективность сушки, выводит ее на уровень высоких технологий. Основные исследования, представленные в диссертации, выполнялись по фанту в ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», тема: «Разработка теоретических вопросов одно- и многокритериального управления процессом сушки измельченной древесины», 1997 г., №. 01.9.70004994. По результатам работы автор стал в 1996 г. лауреатом 2-го Всероссийского конкурса грантов НИР молодых ученых России (1 премия), лауреатом премии администрации Воронежской области за 2001 г., работа: «Создание энергосберегающих систем и методов управления процессами сушки сыпучих материалов в сушилках барабанного типа», лауреатом "областной научно-практической конференции «Новое в науке глазами молодежи» в 2001г.

Цель работы. Математическая идентификация процесса сушки древесных частиц в барабанных агрегатах с разработкой и внедрением в промышленность энергосберегающих многокритериальных автоматизированных технологий.

Объект и методы исследований. Объектом исследований являются барабанные сушилки. Научные и практические исследования процесса сушки древесных частиц проводились с помощью метода экспертных оценок, теории планирования эксперимента, математического моделирования, статистического анализа, теорий многокритериальной оптимизации, переходных процессов, тепломассопереноса. Достоверность производственных исследований и научных разработок подтверждена результатами реализации математических зависимостей, алгоритмов и программ при внедрении оптимальных режимов технологии сушки стружки.

3

' РОС. ....ЦйОИАЛЬНАЯ

! БИБЛИОТЕКА

1 С-Петербург

3 09 —

етербургу

Научная новизна работы:

- технология сушки древесных частиц в барабанных агрегатах рассмотрена как объект многокритериального, оптимального управления, отличающийся тем, что на основе системного анализа и экспертного оценивания определены группы входных параметров, возмущающих воздействий и выходных технико-экономических характеристик;

- полученные уравнения статики технико-экономических показателей сушки отличаются учетом всех основных входных параметров и времени года;

- разработанные математические зависимости изменения полей влагосодер-жания и температуры по объему древесных частиц с течением времени отличаются учетом гидродинамики барабанной сушилки;

- получены уравнения динамики температур топочного газа в топке и теплоносителя, влажности и насыпной плотности стружки, влагосодержания теплоносителя, отличающиеся учетом реального времени проведения сушки;

- разработана методика определения затрат теплоты на сушку, отличающаяся учетом длины барабана, режимных параметров и возмущений;

- созданная энергосберегающая система управления отличается тем, что позволяет проводить сушку с минимальными расходами энергоносителей, заданной конечной влажностью стружки, пожаробезопасной температурой отработавшего теплоносителя, максимальной производительностью;

- разработаны способы автоматического управления процессами сушки стружки в барабанных агрегатах, защищенные патентами РФ № 2102664, № 2168129, положительным решением о выдаче патента РФ № 2001122212/06(023655) от 19.03.2003 г.

Теоретическое значение. Полученные уравнения выходных параметров технологии сушки древесных частиц позволяют проводить численные расчеты технико-экономических характеристик, определять оптимальные режимы, осуществлять обоснованный поиск путей энергосбережения.

Практическая ценность работы. Практика управления барабанами получила математические модели, обеспечивающие выбор и реализацию экономичных режимов сушки в реальном масштабе времени в зависимости от начальной влажности стружки, температуры и влажности окружающего сушилку воздуха, температуры атмосферного воздуха. Созданная система управления обеспечивает решение практических задач оптимального управления технологиями сушки. Компьютерные программы и рекомендации нашли применение в работе АОЗТ «Электрогорскмебель», ОАО «Волгодонский комбинат древесных плит», ОАО МЭЗ «Лискинский», ОАО «Рудгормаш».

Экономический эффект внедрения результатов научных разработок в промышленность составляет в среднем 23,04 рубля на тонну сухих частиц в ценах января 2003 г. При этом обеспечивается максимальная производительность, заданная конечная влажность стружки, пожаробезопасная температура отработавшего теплоносителя.

Результаты, выносимые автором на защиту:

- сезонные математические зависимости статики сушки древесных частиц в барабанных агрегатах, адекватно описывающие технологию;

- методика определения закономерностей тепломассопереноса в процессе сушки древесных частиц с учетом гидродинамики барабанных агрегатов;

- уравнения динамики изменения температуры топочного газа, параметров теплоносителя и древесных частиц в процессе сушки;

- методика определения затрат тепловой энергии по длине барабана;

- методика поиска путей повышения полезной доли теплоты на сушку;

- методика многокритериальной оптимизации поиска режимов, обеспечивающая получение высоких технико-экономических показателей сушки;

- система энергосберегающего компьютерного управления барабанами;

- технико-экономическая эффективность оптимизации промышленных технологий сушки стружки и практические рекомендации производству.

Апробация работы. Практические разработки апробированы и внедрены на промышленных сушилках. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях, в том числе международных, в МГУЛ г. Москва (1996 г.), ВГЛТА г. Воронеж (1996-2001 гг.), ВГТУ г. Воронеж (1996-2001 гг.), ВГТА г. Воронеж (1998-2001 гг.), СПбГТИ (ТУ) г. Санкт-Петербург (1997-20Q0 гг.), МГТУ г. Москва (2000 г.), БГТУ г. Минск (2000 г.), СибГТУ г. Красноярск (2000-2001 гг.), ФНПЦ-ЗАО НПК (О) «Энергия» г. Воронеж (2001 г.), БГИТА г. Брянск (2001 г.), МЭИ (ТУ) г. Москва (2002 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 работ, включая 2 монографии, 11 статей в центральных журналах, 3 патента РФ. В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении проблемы, целей и задач работы, в выполнении научно-практических исследований и анализе их результатов, в разработке методов энергосбережения технологий сушки, повышении технико-экономических характеристик процесса.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 189 источников, включая в себя 334 страницы текста, 44 таблицы, 56 рисунков.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту профессору Петровскому B.C. за полезные замечания, плодотворные научные дискуссии при выполнении диссертационной работы.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, объекты и методы исследований, показаны научная новизна, теоретическая и практическая ценность работы, результаты, выносимые на защиту.

В первом разделе представлен научный анализ существующих технологий, оборудования, методов и принципов сушки дисперсных материалов. Этот анализ дал основание сделать вывод о применении достаточно далеких от оптимальности режимов по причине несовершенства имеющихся систем автоматизированного управления технологиями, а также не всесторонней изученности явлений, происходящих в процессе сушки. Дана сравнительная характеристика научных работ в области математического моделирования полей влагосодержания и температуры дисперсных материалов при конвективной сушке с учетом гидродинамики вращающихся барабанных агрегатов. Имеющиеся в литературе и применяемые на практике зависимости тепломассопереноса в технологиях сушки древесных частиц, вследствие значительной идеализации математического аппарата, принимаемыми допущениями

и упрощениями в большинстве случаев не являются достаточно адекватными реальным процессам. Отсутствие закономерностей динамики изменения параметров, характеризующих состояние теплоносителя и высушиваемого материала в реальном масштабе времени, надежной высокоточной контрольно-измерительной аппаратуры, позволяющей непрерывно контролировать процесс, делает сушильный барабана «черным ящиком», что является причиной снижения эффективности технологии. Проведенная оценка технико-экономической эффективности применяемых систем управления сушкой древесных частиц в барабанных агрегатах позволяет сделать заключение о необходимости создания и внедрения в промышленность качественно новых энергосберегающих автоматизированных технологий, позволяющих проводить процесс с минимальными расходами энергоносителей, заданными значениями конечной влажности стружки и температуры отработавшего теплоносителя, максимальной производительностью сушильных установок.

Во втором разделе приведены результаты исследований влажного, гигроскопического состояний стружки, явлений влагопереноса в процессе сушки, влияния внешних воздействий на эффективность удаления влаги из высушиваемого материала. Известно, что время сушки древесных частиц зависит от их начальной влажности. При этом скорость удаления влаги из стружки, ее конечная влажность обусловлены формами связи воды с древесиной. Для выявления степени и характера взаимного влияния параметров технологии сушки древесных частиц в барабанных агрегатах проведен системный анализ показателей этого процесса. Методология системного анализа, базируясь на комплексном использовании принципов математического моделирования, позволяет перейти от сложной физической модели конвективного процесса как нестационарного и необратимого к его формализованной математической модели, а далее - к оптимизации и управлению сушилкой. Проведенный экспертный анализ в форме анкетирования на деревообрабатывающих предприятиях, а также среди сотрудников выпускающих кафедр факультета технологии деревообработки Воронежской государственной лесотехнической академии, определил наиболее важные параметры (рисунок 1), описывающие технологию сушки стружки, позволил разбить их на группы: входные управляющие параметры, возмущающие воздействия, выходные технико-экономические показатели.

РЗ Р4

XI Х2 Хз х4 *5 Хб

1111

Барабанная сушилка -как объект управления

-►

-►

-►

Y1

V2 Y3 V4 Y5

Рисунок 1 - Структурная схема барабанной сушилки как объекта управления

Управляющие воздействия-. Х| - температура агента сушки на входе в барабан, °С; Х2 - температура топочного газа в топке, "С; Х} - количество подаваемой сырой

стружи,, кг/ч; Х4 - расход топлива, кг/ч; Х5 - расход воздуха на горение топлива, отн. ед.; Х6 - расход воздуха на смешивание с топочным газом, отн.ед. Эти управляющие воздействия при определенном оптимальном их сочетании должны обеспечивать минимум расходов энергоносителей, максимум производительности сушилки, минимум отклонений конечной влажности стружки и температуры отработавшего теплоносителя от заданных значений.

Возмущающие воздействия-. Р] - начальная влажность стружки, %; Р2, Р3-влажность и температура воздуха в сушильном цехе, отн. ед., °С; - температура атмосферного воздуха, °С. Параметры Ре колеблются в значительных пределах. Их влияние на перечисленные управляющие воздействия необходимо компенсировать для реализации энергосберегающих, высокопроизводительных режимов сушки.

Целевые функции управления: У[ - отклонение конечной влажности стружки от заданной, %; У2 - температура агента сушки на выходе из барабана, °С; Уз - производительность сушильного барабана, кг/ч; У4 — удельный расход топлива, кг/т; У5 - удельный расход электроэнергии, кВт-ч/т.

Системный анализ показателей технологии сушки позволил перейти к проведению активных производственных экспериментов по плану Хартли для получения достаточно адекватных уравнений технико-экономических показателей. Уровни варьирования режимных параметров и план каждого эксперимента были согласованы с начальником и технологом цеха ДСтП во избежание возникновения аварийных ситуаций, например, возгорание высушиваемого материала, чрезмерно высокая его конечная влажность и т. д. Для получения достаточно адекватных реальной технологии сушки стружки высокоточных моделей управления было принято решение сделать декомпозицию цечевых функций и получить соответствующие математические зависимости установившихся режимов отдельно для зимних, весенне-осенних, летних периодов года. Такой подход объясняется тем, что величины возмущающих воздействий на процесс однозначно зависят от сезона.

Предварительные исследования процесса сушки в барабанах дали возможность сделать вывод о том, что конечную влажность стружки и температуру отработавшего теплоносителя можно с достаточным уровнем адекватности выразить уравнением регрессии в виде ряда Тейлора с учетом квадратичных и парных взаимодействий. Общий вид целевых функций конечной влажности стружки У^ и температуры отработавшего агента сушки У2з представлен зависимостями (1), (2)

У|5 = а0 + а( • X, + а2 • Х2 + а3 • Х3 + а4 • Х4 + а5 • Х5 + а6 • Х6 + а7 • ^ + а8 ■ ?2 + + а9 '^з +аю +ап -X? +а12-Х|+а,3-Х| +а14-Х^+а15 -Х| + а16-Х£ + + а|7 -Х| • Х2 + а,8 -X, • Х3 + Э|9 • Х| • Х4 + а20 -Х| • Х5 + а2[ -Х| • Х6 + + а22 • Х2 * Х3 + а23 • Х2 • Х4 + а24 • Х2 • Х^ + а2д • Х2 • Х^ + а2^ * Х3 • Х4 4-+ а27 • Х3 -Х5 +а28 -Х3 -Х6 + а29 • Х4 -Х5 +а30 -Х4 -Х6 +

+ а3|-Х5.Х6+а32-Р12+а3з-Р22+а34-Р32+а35-Р42; (1)

У28 = Ь0 + ^ • X, + Ь, • Х2 + Ь3 • Х3 + Ь4 • Х4 + Ь5 • Х5 + Ь6 • Х6 + Ь7 • Р, + Ь8 • Р2 + + • Рз + ь10 • Р4 + Ь| 1 ■ Х^ + Ь|2 • Х2 + Ь13 • X2 + Ь14 - Х4 + Ь)5 • X2 + Ь16 • X4 +

+ Ь17 • X, • Х2 + Ь18 • Х| • Х3 + Ь19 • X! • Х4 + Ь20 • X, • Х5 + Ь2! • X, • х6 + н-Ь22-х2-х3 + Ь23 Х2 -х4+ь24-х2-х5 + ь25 •х2-х6 + ь26-х3-х4 + + ь27 ■ х3 • х5 + ь28 • х3 ■ х6+ь29 • х4 • х5 +ь30 • Х4 • Х6 +

+ Ь31 -Х5 -Х6 + Ь32 -Р,2 + ь33 • р| + Ь34 -Р2 + Ь35 • Р2 .

Производительность сушилки определялась по формуле

Х)5 - Х3

100

100

-+1

(3)

Для оценки экономической эффективности технологии по результатам системного анализа показателей были определены удельные расходы топлива У45 и электроэнергии У« на тонну сухой стружки, зависимости (4), (5).

1000 Х4

(4)

зэ

1000 м

(5)

где М - потребляемая мощность электрооборудования, кВт.

По данным активных производственных экспериментов, на основе их статистического анализа, методом наименьших квадратов были получены коэффициенты регрессии целевых функций (1) и (2). Численные значения этих коэффициентов для различных сезонов проведения сушки показаны в таблице 1.

Таблица 1 - Коэффициенты регрессии а„, Ь„ зависимостей для различных

сезонов

а<1 Время года ь„ Время года

зима весна- осень лето зима весна- осень лето

1 2 3 4 5 6 7 8

ао 259,07399 407,6174 -90,31401 ц 10664,6826 2235,401 -1751,8112

а! -0,549678 -0,898791 0,100211 Ь| 21.494177 -6,5283 1.375797

-0,067205 0 0,058987 Ь? 0 -0,01676 0

аз 0.06597 -0,01134 0,028728 ь, -1,118052 -0,09817 0,122895

Э4 0 1,647475 -0,277358 ь4 -64,56279 -1,52408 3,720481

а< -40.32465 79,428403 29,59943 ы 0 0 0

а« 249,90564 85,811127 13,859464 ь* -3945,47388 -157,081 -1197,90894

Э7 -4.022583 0,114326 0,349239 Ь7 -7,982191 0,80723 9,918245

38 0 0 37,927505 Ьц -4902,1016 0 539,84992

а» -0,810942 0 0 ь. -242,70357 -8,27366 0

аю -0,009107 -0,055244 -0,035836 0,13775 1,58521 0.018011

а> 1 -0.000212 -0,000871 0,000153 Ьи -0,026445 0,00587 -0,00322

а,2 0,000346 0 0,000068 Ь|? -0,000015 0,00012 -0.002635

аи 0.000014 0,0000006 0.000001 Ьр 0 0 0

ам 0 0.00264 0 Ьн 0,097729 0,00221 0,011533

а(5 0 -13,35084 -4,890124 ь„ 0 -53,7186 336,75156

а!« -19,090977 -32,941753 11,942264 Ьм 1179,10986 -101,666 473,54346

ап 0 0.000057 -0,000241 ь,7 -0.001501 -0,00022 0,005213

аи 0,000096 -0,000024 -0,000053 Ь|| 0.001891 0,0001 -0,000524

0,002855 0,00015 0,00256 Ь|9 0,004584 0,00017 0

Продолжение таблицы 1

1 2 j 4 5 6 7 8

ам> -0,061867 -0,041366 -0,030988 Ьзд 2,003158 0.02548 1.476523

a?i -0,178817 -0.020392 0,086067 Ь}| 1,340591 0,57368 -3.038941

агг -0,000113 0,000001 -0,000013 Ьгг -0,000249 0 0.000557

а?1 -0,000565 -0,000155 0,000181 Ьа 0,009121 -0,00037 -0.002658

аы 0,047802 0 -0,017767 ь« -0,566549 0,01782 0

а>5 -0.278883 0,01319 -0,086389 -0,947311 0 0.947311

-О.ОООЗб • 0.00012 0,00000412 Ьгб 0 0.00018 -0.001089

*»7 0,012112 -0,008388 0 Ь27 0 -0.00419 0.163861

а?я 0 -0.008854 0 b?g_ 0,477738 0.19853 -0.264957

Ü29 0 0 0 Ь24 -4.055467 0 -6.991235

аэо 0.087942 0 0 ьм 2,853106 0 -1,025147

аМ 0 -21.67890 6,961033 b,i 693,23296 0 379,935303

ai? 0,022524 -0,000334 -0,002545 Ьи 0,046327 -0.0037 -0,085365

а^ 2,828366 -17,37711 0 ь„ 0 0 0

а* 0,020419 -0,002184 0,00225 Ьз4 4,925609 0,17495 0,045788

aJJ 0 0 0 ь„ 0 -0,06789 0

Полученные уравнения установившихся режимов адекватны реальному процессу, позволяют управлять сушкой, проводить оптимизацию регулируемых параметров. Однако отсутствие достоверной информации о происходящих внутри барабана изменениях влажности и температуры стружки и теплоносителя в реальном масштабе времени не позволяет осуществлять технологически обоснованный поиск резервов интенсификации сушки, энергосбережения с обеспечением заданных свойств высушенного материала.

В третьем разделе рассматриваются вопросы определения нестационарных полей влагосодержания и температуры дисперсных материалов в гидродинамических условиях барабанных сушилок. Результаты исследований позволяют осуществлять поиск влагосодержания и температуры частиц по времени и по толщине материала в периодах постоянной и падающей скоростей сушки. Наиболее сильное влияние на характер перемещения влаги из внутренних слоев к наружным под воздействием теплоносителя оказывают формы связи воды с высушиваемой частицей. Установлено, что закономерности удаления влаги в периодах постоянной и падающей скоростей сушки древесных частиц аналогичны массивной древесине. При этом выявлены специфические особенности тепломассопереноса с учетом гидродинамики барабанов, заключающиеся в необходимом обеспечении пожароопасности процесса. Для моделирования тепломассопереноса принята система дифференциальных уравнений (6), (7) профессора Лыкова A.B.

ЗТ. dz'

д2Т t ГЭТ дг2 г дг

+ ег,-

5U дг '

dU di

- = а„

d2U

_ гэи

дг2 + г дт

+ am5Tl

/52Т ГЭТ дг2 г дг

(6)

(7)

где Т, и - температура и влажность материала, °С, %; ат, а„, - коэффициенты температуропроводности и диффузии влаги, м /с; г - расстояние от центра частицы, м; Г -фактор формы; е - критерий фазового перехода; гс - скрытая теплота парообразования, Дж/кг; §т - коэффициент термовлагопроводности, 1/град.

9

Принятые по результатам исследований начальные (8), (9) и граничные (10) условия, зависимости материального и теплового балансов отражают реальную картину тепломассообмена

и(0,г)=и0, (8) Т(0,г)=Т0 (9) 0=° (10)

При этом текущее время сушки т учитывает гидродинамику перемещения частиц по барабану

___Мяуь)"^__

Хкх4

Г Y, 1 кт5/

Lf.(f.-y,)J V

-2- (рЭ)кт7 Dk,g sinßkt9 Y2"30

1800J ^ l^x, -Y2+IOJ

(II)

где кт1 -ь к,ig — эмпирические коэффициенты; <р0 - коэффициент заполнения барабана высушиваемым материалом, %; L-длина барабана, м; d- средний эквивалентный диаметр частиц, м; п - частота вращения барабана, 1/с; р, 8- плотность и скорость теплоносителя, кг/м3 и м/с; D, ß-диаметр барабана и угол его наклона к горизонту, м и

Уравнения полей влагосодержания и температуры для периодов постоянной и падающей скоростей сушки (12)...(15), зависимости определения среднеинтеграль-ных значений этих параметров адекватно описывают рассматриваемый процесс, с достаточным уровнем достоверности согласуются с исследованиями Лыкова A.B., Михайлова Ю.А., Журавлевой В.П.

Поля влажности и температуры стружки в периоде постоянной скорости сушки

Г. sin^VjCp^J

t,~t0 . и

-= Ki

Uq-U

u„-up m

1 -sKoKo-eKoLuKirafl-Ф2+—¿CnJ sln(x"Vi(pexP(-j^Fo), V Bl J n=ii=i ф

3LuFo - + sKoPnLu

(13)

еКо„=п,| ф

где в (12), (13) и - температура среды, °С; 1, ^текущая и начальная температура стружки, °С; и0, и, ир-начальная, текущая, равновесная влажность стружки, %. Поля влажности и температуры для периода падающей скорости сушки

^ = 1+ЙсМехр(-^о); (.4)

£с ~1П а»Н=1 ф

С5)

ип-ир еКо „„!,=! <р

где в (14), (15) 1п, ип - температура и влажность на поверхности стружки, °С и %.

Для эффективного управления промышленными технологиями сушки стружки большой практический интерес представляют численные решения этих уравнений. С этой целью й^ таблицах 2, 3 показаны численные расчеты влажности и температуры'по времени проведения процесса сушки И толщине частицы.

Математическая идентификация тепломассопереноса позволила эффективно управлять процессом сушки, выявлять резервы интенсификации обезвоживания час-

10

тиц. Разработанная методика поиска полей влагосодержания и температуры частиц в гидродинамических условиях барабана является достаточно универсальной и позволяет с соответствующей корректировкой, учитывающей особенности рассматриваемой технологии и теплофизические характеристики высушиваемого материала, определять его состояние в любой момент времени в любой точке его объема.

1

I

В четвертом разделе показаны результаты исследований динамических характеристик барабанной сушилки как объекта регулирования для построения эффективной системы энергосберегающего управления сушкой дисперсных материалов, обладающей высокой точностью и быстродействием, позволяющей значительно снизить удельные расходы топлива и электроэнергии. Для практики управления вращающимися агрегатами барабанного типа большой интерес представляют знания о непрерывном изменении влажности дисперсных материалов, температур топочного газа и теплоносителя, влагосодержания теплоносителя, насыпной плотности частиц

Таблица 2 - Численные решения полей влажности стружки в процессе сушки

Время, мин . Расстояние от центра частицы г-10"4, м Среднеинтегральная влажность

0 0,8 1,6 2,4 3,2 4

0 80 80 80 80 80 80 80

3.3 57,09 57,09 57,08 57.07 57,06 57,06 56,15

5,3 45,04 45,03 45,01 45 44.99 44.98 43,91

7,3 32,98 32,97 32,95 32,93 32,92 32,9 31,53

9,5 22,92 22,89 22,85 22,82 22,78 22,74 21.51

11,8 13,72 13,66 13,6 13,54 13,48 13,42 12,59

13,8 8,61 8,56 8,5 8,45 8,39 8,33 7,74

15,8 5,78 5,73 5,69 5,65 5,6 5,56 4,83

17,8 4,2 4,17 4.14 4,11 4,08 4,05 3,85

19,8 3,32 3,3 3,28 3,26 3,24 3,22 3,18

20,8 3,05 3,03 3,01 3 2,98 2,96 2,94

Таблица 3 - Численные решения полей температуры стружки в процессе сушки

Время, мин Расстояние от центра частицы г I0'4, м Среднеинтегральная температура

0 0,8 1,6 2,4 3,2 4

0 20 20 20 20 20 20 20

3,8 70,85 71,11 71,38 71,64 71,91 72,19 75,02

5,8 86,18 86,45 86,73 87,01 87,29 87,57 92.02

7,8 96,73 96,98 97,24 97,49 97,75 98,01 103,19

8,8 100,7 100,93 101,17 101,41 101,65 101,89 107.35

10,8 106,72 106,92 107,12 107,32 107,52 107,72 113,63

12,8 110,86 111,02 111,19 111,35 111,51 111.67 117,92

14,8 113,71 113,84 113,97 114,1 114,23 114,35 120,85

16,8 115,67 115,77 115,87 115,97 116,07 116,17 122,85

18,8 117,02 117,1 117,18 117,25 117.33 117,4 124,22

20,8 117,95 118,01 118,07 118,13 118.18 118,24 125,16

по длине сушилки и времени проведения сушки из-за трудностей непосредственного фиксирования этих и ряда других величин в процессе удаления влаги. Динамические свойства этой сушилки можно описать дифференциальным уравнением и передаточной функцией инерционного звена первого порядка Р(Р)

Л Х(Р) Т.Р + Г

Общее и частное решение этого уравнения имеет вид

Р = -

А

У(т)=к-

1-е т

(16)

(17)

В уравнении (17) неизвестными параметрами являются коэффициент усиления к и постоянная времени Т, как мера инерционности сушильного агрегата.

Неизвестная постоянная времени Т находится в соответствии со свойством уравнения переходного процесса инерционного звена первого порядка по экспериментальной кривой разгона

зт зт

г=ЗТ- е т = е-3 = 0,05, отсюда 1-е т =0,95,а у(ЗТ)=кх-0,95, (18) то есть значение 1:(г) в момент времени ЗТ. По экспериментальной кривой разгона необходимо найти время, за которое выходная величина у достигает значения ууСТ -Ддоп, где Ддоп =5% от ууст. Для определения к установившееся значение величины Ууп делится на входной параметр процесса.

Для определения к установившееся ууст делится на входной параметр

Уусг(°°)

X

г(оо)=к-

1-е т

= к-х-(1-0)=к-х; к = -

(19)

В результате теоретических исследований динамики сушки древесных частиц определены зависимости изменения температур топочного газа в топке (20) и отработавшего агента сушки (21) по времени при различных расходах топлива

I

1топ - Iе! '

1-е

+ t,

Отоп >

(20)

X,

где к, - коэффициент усиления, к, = , °С-ч/кг; Х2уст - установившаяся темпе-

Х4

ратура газа в топке, °С; Х4 - расход топлива, кг/ч; т - текущее время, мин; Tro„ - эмпирическая постоянная времени, мин; toron — начальная температура в топке, °С.

1вых - ^э "Х4

1

+ t

Овых >

(21)

где к3 = 2уст, °С-ч/кг; У2усг - установившаяся температура отработавшего теплоно-Х4

сителя, °С; Т^«- эмпирическая постоянная времени, мин; начальная температура теплоносителя на выходе из барабана,°С.

Из графиков на рисунках 2, 3 видно, что наиболее приемлемым из соображений безопасности плавления футеровки топки и возгорания стружки является расход топлива в пределах 200...300 кг/ч. Выход за эти пределы является технологически и экономически недопустимым, приводящим к снижению эффективности сушки, возникновению аварийных ситуаций.

„I

X 4 = 50 кг/ч X 4» 1 00 кг/ч X 4- I 50 кг/ч X 4-200 кг/ч X 4= 250 кг/ч X 4 = 300 кг/ч X 4-3 50 кг/ч X 4 = 400 кг/ч X 4 = 450 «г/ч X 4 = 500 кг/ч

I б

В рем я т, ннн

Рисунок 2 - График изменения температуры топочного газа в топке ^ от количества подаваемого топлива Х4 по времени

8

200

160 -

120

•Х4=50 «г/ч Х4=100 кг/ч Х4 = 150 кг/ч Х4=200 кг/ч Х4-250 кг/ч Х4 = 300 кг/ч Х4-350 кг/ч Х4-400 кг/ч Х4=450 кг/ч Х4=500 кг/ч

Рисунок 3 - График изменения температуры агента сушки на выходе из барабана 1ВЬ1Х от количества подаваемого топлива Х4 по времени

Результаты математической идентификации динамики влажности стружки по времени в периодах постоянной и падающей скоростей сушки и температуры теплоносителя по длине барабана выражены формулами (22), (23), (24), (25), (26), (27). Изменение влажности стружки в периоде постоянной скорости сушки

\У, =-к5-т + Р„прит<т30%, (22)

Эмпирический коэффициент определяется по следующим формулам:

к3 = -2,22 - 0,0479• Р,, (23)

13

к, = -1,56 - 0,057 -Р,, (24)

кл = 0,152-0,0837-^, (25)

где в (23...25) кз, к„, кл - коэффициенты для зимних, весенне-осенних, летних условий сушки стружки, з=1,2,3; Р] - начальная влажность стружки, %.

Изменение влажности стружки в периоде падающей скорости сушки:

АУ2=30-(2 + [У18]).

1-е

\

Тш

(26)

где Ъ - коэффициент перехода от установившегося режима к динамике; У^ - конечная влажность стружки (1), %; Т3 - постоянная времени, мин, для зимних условий Т,=3,5 мин, для весенне-осенних - Т„=3,7 мин, для летних - Тл=4 мин, з=1, 2,3.

Изменение температуры теплоносителя по длине барабана в процессе сушки

I

(27)

1 = Х,-(Н/+[У28])-

1-е Тв

где И, - температурный коэффициент перехода от установившегося режима к динамике; Угэ - температура отработавшего теплоносителя, определяемая из уравнения (2), °С; Тв - постоянная времени, мин, для зимних условий Ть=4 мин, весенне-осенних - Т,„=3,7 мин, летних - Ти=3,5 мин, 8=1, 2, 3.

Проведенные в различные сезоны исследования динамики изменения влажности стружки и температуры теплоносителя позволили сделать следующие выводы:

1. Уравнения (22...27) достаточно адекватны реальному процессу;

2. Интенсивность сушки изменяется в зависимости от времени года из-за начальной влажности стружки, влажности и температуры воздуха, окружающего барабан, температуры атмосферного воздуха, определяющих потери теплоты с высушенным материалом, через стенки барабана и неплотности в нем;

3. В Периоде постоянной скорости сушки удаляется больше влаги за меньшее время, чем в периоде падающей скорости, что объясняется природой и сравнительно небольшой величиной сил, удерживающих свободную влагу в древесине;

4. Наиболее интенсивное снижение температуры теплоносителя наблюдается в начале барабана при смешении сушильного агента, имеющего исходные параметры, с холодной сырой стружкой. На участке 0...0,4Ь длины сушилки температура теплоносителя снижается в среднем по сезону на 69,45 %;

5. Полученные зависимости целесообразно использовать в системах управления барабанами. Это позволяет оперативно, без остановки сушилок определять влажность и температуру стружки, обеспечивает с достаточным уровнем достоверности нахождение минимального времени сушки путем регулирования режимных параметров X, в зависимости от возмущающих воздействий Ре, определение эффективности затрат теплоты на любом участке барабана.

Управление с помощью разработанных уравнений на основании знания о характере изменения вышеуказанных величин в реальном масштабе времени позволяет рационально расходовать энергоносители, снижать себестоимость технологии.

14

Одной из основных характеристик, определяющих эффективность сушки др$т весных частиц в барабанных установках, является скорость уменьшения влажности материала по времени. Полученные уравнения (28), (29) отражают рсауь^ую картину сушки, что подтвердилось проведенными промышленными исследованиями. Скорость сушки в первом периоде проведения технологии сушки dW|:

к

ах " к5>

где к;, - эмпирический коэффициент определяется по формулам (23), (24), (25). Скорость изменения влажности стружки во втором периоде

йх Т

(28)

(29)

где Ъ - эмпирический коэффициент перехода от установившегося режима к нестационарному; Т - постоянная времени, мин. ■.¡"ш -

Из приведенного на рисунке 4 графика скорости изменения влажности стружки в зимний сезон видно, что в первом периоде скорость постоянная, во втором описывается экспоненциальным законом, что обусловлено закономерностями удаления -свободной и связанной форм влаги. При этом с увеличением начальной влажности.' древесных частиц возрастает скорость ее уменьшения, что объясняется установкой я • реализацией при управлении сушкой более высокой исходной температуры теплоносителя без опасности возгорания стружки. Аналогичные графики полученш. для весенне-осенних и летних условий. Результаты научно-практических исследований < могут применяться для анализа эффективности различных процессов в барабанах с соответствующим учетом специфики рассматриваемых технологий.

° 5

со

12 16 Время т, мин

20

24

— Р1=80 %

— Р1=85 %

— Р1=90 %

^1=100%

28

Рисунок 4 - График скорости изменения влажности древесных частиц в процессе их сушки в барабанной сушилке в зимний период Движущей силой процессов конвективной сушки является разность между равновесной и фактической концентрациями влаги в теплоносителе. Отсутствие математических закономерностей изменения влагосодержания теплоносителя по времени в условиях барабанных агрегатов не позволяло сделать достоверный анализ

эффективности его взаимодействия с высушиваемым материалом. Проведенные в различные сезоны исследования изменения влагосодержания теплоносителя в процессе сушки древесных частиц позволили разработать адекватное уравнение (30)

<1 = *»+(<и-<и1-е Т*

(30)

где с1м, ¿.цх - влагосодержание теплоносителя на входе в барабан и выходе из него, г/кг; т - время сушки, мин; Т^ - эмпирическая постоянная времени, мин: Т(Ь=3,5 мин - зимние условия, Т,),=3,7 мин - весенне-осенние, Т^ =4 мин - летние.

По результатам исследований сделаны выводы:

1. Наиболее сильный влагообмен между частицами и теплоносителем наблюдается на промежутке т от 0 до 1/3 т^лилнос по причине удаления в этот промежуток времени свободной влаги, удерживаемой в древесине относительно легко. В дальнейшем интенсивность снижается при удалении связанной влаги;

2. Разработанные закономерности динамики влагосодержания теплоносителя в барабанных установках эффективно применяются для анализа изменения движущей силы сушки и поиска путей интенсификации влагообмена между агентом сушки и частицами различных составов и свойств.

В ходе проведения активных экспериментов на промышленном оборудовании и теоретических построений динамики параметров, характеризующих процесс сушки древесных частиц, определена математически адекватная зависимость изменения температуры отработавшего теплоносителя по времени (31)

1-е т"

(31)

V У

где Ук — температура отработавшего теплоносителя (2), "С; Тю - постоянная времени, мин; 8=1,2,3.

Построены графики температуры для зимних (рисунок 5), а также весенне-осенних, летних условий сушки при различной начальной влажности стружки.

Из зависимостей видно, что время достижения температуры на выходе 95%-го уровня от установившегося значения составляет 6,5 мин. Формула (31) используется для анализа и прогнозирования значений температуры отработавшего теплоносителя в реальном масштабе времени с целью предупреждения опасности возгорания стружки, оперативного определения и реализации пожаробезопасных режимов.

В ходе работы проведена математическая идентификация изменения насыпной плотности древесных частиц в процессе сушки

100+Ш

РЖМс = Ро«с-- -,при\У<30%; (32)

]лл . ш

РЖнас-Ронас к ^■30 + 100'ПРИ^30%' (33)

где кср. рп. - средневзвешенный коэффициент объемного разбухания; рошс - насыпная плотность при влажности древесных частиц 1Л'=0 %, кг/м3.

16

I

X

3 оо я

> О

* 0

Я *

Э 3 ? •

н §

| «8 «

« <о

8-с

I?

-Р1=80% -Б 1=95 %

-Р1=85 % -Р1=100%

•Р1=90%

Рисунок 5 - Изменение температуры сушильного агента на выходе из барабана в

зимний период

Формулы (32), (33) показывают закономерности динамики этого параметра при постоянной и падающей скоростях сушки. Они позволили проводить анализ интенсивности истирания стружки и элементов внутренней конструкции сушилки, осуществлять поиск путей снижения объема образующейся при трении о лопасти древесной пыли, негативно влияющей на качество и себестоимость ДСтП, работу транспортного оборудования, износостойкость режущего и шлифовального инструментов, взрывоопасность процесса. Для повышения износостойкости внутренних элементов барабанов целесообразно изготавливать их из сталей марок 10, 20, 30 с наплавками титановыми электродами Т-590, Т-620, что обеспечивает снижение потерь теплоты, гидродинамику сушки с заданной интенсивностью тепломассообмена. Представленная методика универсальна, имеет достаточно большую практическую ценность для анализа степени истирания различных материалов и применяемых сушилок. С целью объективной оценки необходимо знание зависимости изменения физико-механических свойств конкретного материала в процессе сушки.

В пятом разделе представлены результаты исследований затрат тепловой энергии для поиска резервов снижения потерь теплоты в процессе сушки. Полученное достаточно адекватное уравнение (34) расхода тепловой энергии на сушку по длине барабана позволяет проводить достоверной определение требуемого его количества для удаления заданного объема влаги, эффективно осуществлять поиск путей энергосбережения в различных условиях сушки

и

о о

I ^

1-е

<11,

(34)

где сК5 - количество теплоты, поступившей на участок барабана <11, кДж; 0„6ш - количество теплоты, затраченной на сушку дисперсного материала, кДж; Ту5 - постоянная времени, как мера инерционности, мин; 8=1, 2, 3.

Из графика на рисунке 6 мы видим, что наибольший расход теплоты наблюдается на участке 0...0,5 Ь для различных уровней начальной влажности стружки Р|. Это объясняется тем, что в начальный момент сушки происходит наиболее интенсивный теплообмен между теплоносителем и стружкой по причине максимальной разности их исходных температур.

о. й° ег о а

СС -О

« О

03 —

о •

Н

0,2 0,4 0,6 0,1 Длина барабана Ь, отн.ед.

-Р1=80%

- Р1-85 %

-Р1=90 %

Рисунок 6 - Изменение расхода тепловой энергии на сушку древесных частиц в

зимних условиях

Более высокий расход теплоты наблюдается в зимний период, что обусловлено соответствующими уровнями начальной влажности стружки, температуры и влажности воздуха, окружающего барабан, температуры атмосферного воздуха, определяющих теплопотери. Одним из критериев эффективности затрат теплоты на сушку, пожароопасности, является скорость изменения этого параметра, выраженная достаточно адекватной зависимостью (35)

где Зу - скорость изменения тепловой энергии, кДж/мин; Т()., - постоянная времени, мин; , 2, 3, зима - Т()3=-3,5 мин, весна-осень - Тов=3,7 мин, лето - Т()п=4 мин.

Как показали-исследования, при разной продолжительности сушки, обусловленной начальной влажностью стружки и другими параметрами, характеризующими сезон, скорость изменения тепловой энергии на интервале от 0 до 4 мин близка к линейной. Далее зависимость приобретает характер экспоненты. Повышение конечной скорости расхода теплоты от зимних условий к летним объясняется влиянием возмущений. Более высокая начальная влажность стружки зимой приводит к увеличению продолжительности ее сушки и в совокупности с относительно низкими температурами атмосферного и окружающего барабан воздуха является причиной увеличения теплопотерь, роста скорости расхода тепловой энергии.

Проведенный анализ влияния температуры воздуха, окружающего барабан Рз на расходы теплоты и топлива при различной начальной влажности стружки в зимних, весенне-осенних, летних условиях сушки позволил сделать вывод, что Рз, обратно пропорциональна общему расходу теплоты. Она определяет потери энергии через стенки и неплотности барабанного агрегата, с высушиваемым материалом, с отработавшим теплоносителем. Увеличение Рз на 5 °С снижает расход теплоты на сушку на 2,45 %, о чем свидетельствуют результаты математической идентификации и производственные исследования. Снижение расхода теплоты возможно повышением Р3 путем рециркуляции энергии с высушенными частицами и отработавшим агентом сушки. Полученные закономерности влияния температуры окружающего барабан воздуха Р3 на расход теплоты позволили более точно определять эффективность затрат топлива в различные сезоны. Их можно испоЯЙовать для анализа сушки различных материалов с проведением исследований по разработанной методике, учитывающей особенности барабанов, вид топлива, интервалы изменения режимов, характеристики частиц, выходные критерии.

Для создания энергосберега(ощих систем управления барабанными сушилками проведены научно-практические исследования и сделан многофакторный анализ затрат тепловой энергии на испарение влаги 0иа„ потерь теплоты с высушиваемым материалом (X,, с отработавшим агентом сушки С*огр, через стенки сушилки <3„от. С целью получения достоверной картины теплового баланса, исключения субъективности, наблюдения за сушкой в различные сезоны проводились при реализации полученных оптимальных режимов с учетом подсосов холодного воздуха в агрегат. На рисунке 7 приведены результаты исследований для зимних условий при Р|=80 %. Диаграмма отражает общие закономерности расхода теплоты и служит для анализа технологий сушки различных материалов.

Исследования потерь теплоты с отработавшим агентом сушки позволили создать достаточно адекватное уравнение

0О1р = -2206710 + 788,881411 • X, -1795,452512• Х2 + 97,953031 ■ Х3 -

- 8,698733 • Р| - 43173,28 • р| +105356,9 ■ О + 2261670 • Ь, (36)

где Х| - температура агента сушки на входе в барабан, °С; Хг - температура топочного газа в топке, "С; Х3 - количество подаваемой сырой стружки, кг/ч; Р, - начальная влажность стружки, %; VI - температура атмосферного воздуха,°С; О, Ь - диаметр и длина барабана, м.

<2отр=39,5 %

Рисунок 7- Диаграмма затрат теплоты на сушку стружки в зимний период при Р,=80 %

Формула (36) отразила реальную картину изменения потерь теплоты с отработавшим агентом сушки и обеспечила проведение обоснованного, объективного анализ путей их снижения. Достаточно широкие интервалы варьирования членов уравнения (36) позволили использовать его для анализа различных технологий. С учетом специфики конкретного производства можно проводить минимизацию функции (36). Разработанная схема снижения потерь теплоты с отработавшим агентом сушки проста в реализации, эффективна для барабанных сушилок, обеспечивает заданный температурный режим при снижении потерь энергии этим путем на 25...30 %.

Одной из основных экономических характеристик, определяющих себестоимость сушки, является расход топлива Х4. Результаты исследований влияния различных факторов на Х4 позволили создать достаточно адекватную зависимость (37)

Х4 =15654,164639-0,824482-Р, -ЗД9259-Р3 -15,267355-Х3 + 0,001077-Р2 +

+ 0,105338 • Р32 + 0,00499 • Х| + 0,011364 • ^ • Р3 + 0,00037 • Р, - Х3 -

- 0,000376 • Р3 Х3 -8,621545-Ю-6 -Р,3 -0,001124-Р3 -5,430727-Ю"7 Х^. (37)

Уравнение (37) обеспечило достоверное определение расхода топлива для начальной влажности стружки Р] от 50 до 100 %, температуры воздуха, окружающего барабан Р3 от 18 до 33 °С, расхода сырой стружки Х3 от 2890 до 3200 кг/ч.

Анализ технологий сушки дисперсных материалов показывает, что реализация представленных путей снижения потерь теплоты, применение многокритериальной энергосберегающей системы управления барабанными агрегатами обеспечивает уменьшение теплопотерь на 25...30 %. При этом полезная доля теплоты на испаре-

20

ние влаги из частиц составляет от 66,3 до 68,5 %, что значительно повышает эффективность сушки, снижает ее себестоимость.

В шестом разделе рассмотрены результаты многокритериальной оптимизации режимов технологии сушки для зимних, весенне-осенних, летних условий, применения созданной в ходе научных исследований и производственных экспериментов системы многокритериального энергосберегающего управления барабанными сушилками. Промышленная апробация, внедрение в производство разработанной энергосберегающей автоматизированной технологии сушки древесных частиц в барабанных агрегатах обеспечивают экономные расходы топлива и электроэнергии, максимальную производительность оборудования, заданные конечные значения влажности дисперсных материалов и температуры отработавшего теплоносителя.

Порядок и особенности поиска минимума полученной методом взвешенных сумм из уравнений (38), (39), (40), (41) нормализованной аддитивной функции полезности (42) сводился к следующим действиям. Для оптимизации управления найдены экстремумы целевых функций

V, = У1(Х1,Х2,Х3,Х4,Х5,Х6,Ч,Е!,Рз,Р4)->тт, (38)

где У] - отклонение конечной влажности стружки от заданного значения, %.

У2 =У2(Х1,Х2,Хз,Х4>Х5,Х6,Ч,Р2,Рз,Р4)->.гаш, (39)

где У2- отклонение температуры отработавшего теплоносителя от заданной, %.

Уз = У3(Х1,Х2,Х3,Х4,Х5,Х6,Р1,Р2,Р3,Р4)->тах, (40)

где Уз — производительность сушильного барабана, кг/ч.

У4=У4(Х„Х2,Х3,Х4,Х5,Х<,Р|,Р2>ад)->п1т, (41)

где У4— удельный расход топлива на тонну сухой стружки, кг/т.

Целевая функция - удельный расход электроэнергии У5 функционально связана с производительностью барабана У3. При условии неизменности мощности электрооборудования Уз не целесообразно включать в аддитивную функцию. Она будет достигать своего минимума при максимальном значении У3. Для получения аддитивной функции методом экспертных оценок найдены соответствующие коэффициенты веса Ц. Для конечной влажности стружки Ь|=0,39, для температуры отработавшего теплоносителя Ь2=0,11, для производительности барабана ¿}=0,32, для удельного расхода топлива Ь4=0,18. Используя метод взвешенных сумм, получена нормализованная аддитивная функция полезности

Умя• У1• Уг-Ьз-Уз +Ь4 • У4 -»гшп (42)

Производительность барабана У3, которую необходимо максимизировать, берется со знаком «минус» для последующей минимизации Уадд. Решение оптимизационной задачи заключалось в определении значений управляющих воздействий X,-, принадлежащих допустимой области, при которых функция У/Х) достигает экстремума с учетом возмущающих воздействий Ре. Оптимизация проводилась методом сканирования. Его достоинствами являются достаточно высокая точность и простота алгоритмов. В таблицах 4, 5, 6 приведены оптимальные режимы, полученные в результате многокритериальной оптимизации для зимних, весенне-осенних, летних условий для различных уровней начальной влажности стружки.

Разработанные математический аппарат и вычислительная процедура многокритериальной оптимизации технологий сушки в барабанных агрегатах, алгоритмы, программы позволили создать энергосберегающие системы управления этими достаточно энергоемкими процессами.

Таблица 4 - Зимние условия проведения процесса сушки древесных частиц

Наименование оптимальных режимных параметров Начальная влажность стружки Р|, %

80...90 90...100

Температура агента сушки на входе в барабан Х|, °С 594 595

Температура топочного газа в топке X 2, °С 1071 1054

Количество подаваемой сырой стружки Х3, кг/ч 3200 3200

Расход топлива X», кп/ч 290 290

Расход воздуха на горение топлива Х5, отн.ед. 0,49 0,41

Расход воздуха на смешивание Х6, отн.ед. 0,66 0,64

Таблица 5 - Весенне-осенние условия сушки древесных частиц

Наименование оптимальных режимных параметров Начальная влажность стружки Р|, %

60...70 70...80 80...90

Температура агента сушки на входе в барабан Хь °С 527 507 509

Температура топочного газа в топке Х2, °С 869 887 902

Расход сырой стружки Х3, кг/ч 3092 2898 3013

Расход топлива Х4, кг/ч 280 270 268

Расход воздуха на горение топлива Х5, отн.ед. 0,32 0,41 0,41

Расход воздуха на смешивание Х6, отн.ед. 0,69 0,83 0,63

Таблица б - Летние условия проведения процесса сушки древесных частиц

Наименование режимного параметра Начальная влажность стружки Р,, %

50...60 60...70

Температура агента сушки на входе в барабан Х|, °С 510 494

Температура топочного газа в топке Х2, °С 713 712

Расход сырой стружки Х3, кг/ч 3095 2930

Расход топлива Х4, кг/ч —230 230

Расход воздуха на горение топлива Х5, отн.ед. 0,71 0,72

Расход воздуха'на смешивание X«, отн.ед. 0,46 0,45

Созданная система энергосберегающего многокритериального управления реализована на 'действующих сушилках в режиме «советчика», рисунок 8. По такой схеме про водил ись'йсйытания оптимальных режимов в производственных условиях. Наиболее перспективном 'йЗ Методов энергосберегающего многокритериального управления является система ¿Стоматического управления с ЭВМ в контуре управления сушкой (рисунок 9). К ее достоинствам относятся высокое быстродействие, исключение субъективности гфи выбореоптимальных режимов.

Примечание - ЛПР - лицо, принимающее решение

Рисунок 8 - Функциональная схема системы автоматизированного управления сушкой дисперсных материалов при использовании компьютера в режиме «советчика»

i

Промышленная апробация созданной энергосберегающей системы дала положительные результаты. Ее внедрение на АОЗТ «Электрогорскмебель» в 1999 г., ОАО «Волгодонский комбинат древесных плит» в 2001 г., ОАО МЭЗ «Лискинский» в 2001 г., ОАО «Рудгормаш» в 2002 г. позволило достичь значительного технико-экономического эффекта. При переходе промышленных барабанов на оптимальное управление значительно снизились удельные расходы электроэнергии и топлива в среднем на 9,5 % и 7,1 % соответственно. При этом производительность агрегатов возросла на 7,0 %. Внедрение многокритериальной системы управления также обеспечило стабилизацию конечной влажности стружки, являющейся одним из критериев качества ДСтП и снижение температуры отработавшего теплоносителя, показывающей уровень пожароопасное™ технологии.

Полученный экономический эффект многокритериального оптимального управления технологией сушки стружки на одну тонну высушиваемого материала равен 23,04 руб. Годовой эффект при увеличении выпуска ДСтП на 825 м3 составляет 1382,4 тыс. руб. в ценах в января 2003 года. Все экономические показатели рассчитаны в плановых отделах предприятий, производящих ДСтП.

Интенсификация сушки возможна за счет обеспечения плавного регулирования частоты вращения барабанных агрегатов и непрерывного бесконтактного измерения текущей влажности древесных частиц в реальном масштабе времени. При этом необходимо создать математическое описание, разработать соответствующую контрольно-измерительную аппаратуру и исполнительные механизмы. Это в значительной степени повысит интенсивность тепломассопереноса, сократит время сушки, даст возможность осуществлять поиск резервов снижения продолжительности сушки.

X,

им.

+Э-

-в

СУШИЛЬНЫЙ БАРАБАН

Рисунок 9 - Структурная схема автоматической системы управления барабанными сушилками

Реализация предлагаемых мероприятий на промышленных сушилках не тре-их существенной реконструкции, значительной перепланировки имеющихся

производственных площадей. Проектирование новых установок с учетом комплектации их системой многокритериального управления и средствами оперативного регулирования частоты вращения, контроля текущей влажности стружки не сопровождается значительным повышением стоимости сушилок, увеличением их металлоемкости и габаритных размеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Существующие технологии сушки стружки в барабанных установках характеризуются чрезмерно высокими удельными расходами топлива более 170 кг/т и электроэнергии свыше 70 кВт-ч/т, низкой производительностью - до 1650 кг/ч, колебаниями конечных влажности частиц ± 2 % и температуры отработавшего теплоносителя ± 6 °С по причине их несовершенства, достаточно большого количества управляемых параметров и возмущений, которые чаще не учитываются, ручного регулирования режимов. Отсутствие достаточно адекватной математической идентификации закономерностей статики, динамики, тепломассопереноса не позволяет решать многокритериальные оптимизационные задачи управления, обеспечивающие обоснованный поиск путей интенсификации сушки в создаваемых энергосберегающих системах.

2. Установлено, что режим сушки зависит от связи влаги со стружкой, параметров окружающей ее среды, особенностей тепломассообмена. С целью снижения времени сушки исследовано влияние всех технологических параметров на процесс с учетом требований к качеству высушенного материала. Определено, что интенсивность сушки изменяется в зависимости от времени года, отличающегося уровнями начальной влажности стружки Рь влажности Р2 и температуры Р3 окружающего барабан воздуха, температуры атмосферного воздуха Р4, которые определяют потери тепловой энергии различными путями.

3. Для определения степени влияния входных параметров на конечную влажность высушиваемого материала, температуру отработавшего теплоносителя, производительность барабана, удельные расходы энергоносителей проведены эксперименты на четырех предприятиях. На их основе в различные сезоны получены достаточно адекватные уравнения. Ошибки расчетных значений целевых функций относительно фактических не превышали 4,556 %. Получение сезонных уравнений целевых функций многокритериального управления позволило решить на практике задачу оптимизации энергосберегающих технологий сушки.

4. Разработанная методика расчета нестационарных полей влагосодержания и температуры частиц в гидродинамической обстановке барабанной сушилки достаточно адекватна реальным процессам сушки, универсальна и может с соответствующей корректировкой применяться для анализа технологий и энергосберегающего управления сушкой различных дисперсных материалов.

5. Полученные уравнения динамики температур топочного газа в топке и отработавшего теплоносителя, влажности стружки по времени и температуры сушильного агента по длине барабана, расходов теплоты и топлива на сушку, потерь энергии с отработавшим теплоносителем достаточно адекватны реальному процессу. Отклонение фактических значений этих показателей от вычисленных не превы-

25

шает 5 %. Эти зависимости позволяют оперативно, без остановки сушилок, определять параметры теплоносителя и материала, находить время сушки и осуществлять поиск путей ее интенсификации для барабанных агрегатов разной конструкции.

6. Предложенные уравнения динамики насыпной плотности стружки в барабане используются для анализа интенсивности ее истирания о внутренние элементы сушилки с целью поиска путей снижения объема образуемой при трении древесной пыли, негативно влияющей на качество ДСтП, работу оборудования, износостойкость режущего и шлифовального инструментов, взрывоопасность процесса. Разработанная методика исследований может применяться при анализе степени износа различных материалов и сушилок.

7. Полученные адекватные уравнения влияния температуры окружающего барабан воздуха на расход теплоты позволили более точно определять стоимость сушки дисперсных материалов в различные сезоны. Создана практическая схема рекуперации тепловой энергии сухих частиц, что обеспечило снижение себестоимости сушки. Даны практические рекомендации по снижению теплопотерь барабаном в окружающую среду.

8. При создании систем многокритериального управления барабанами учтена неоднородность возмущающих воздействий на процесс путем теоретической и практической проработки инвариантности системы управления сушилкой к возмущениям. Компенсация влияния начальной влажности стружки, температуры и влажности воздуха в цехе, температуры атмосферного воздуха осуществляется в системе управления автоматически расчетом и реализацией соответствующих режимов.

9. Реализация разработанных схем снижения потерь теплоты, применение энергосберегающей системы управления уменьшают теплопотери на 25...30 %. При этом полезная доля теплоты на испарение влаги из частиц повышается до 66,3...68,5 %, что значительно снижает себестоимость сушки.

10. Апробация разработанных математических закономерностей, созданной системы показала высокую эффективность их применения. При переходе промышленных барабанов на многокритериальное управление их производительность повысилась в среднем по сезонам на 7 %, снизились удельные расходы топлива на 9,5 % и электроэнергии на 7,1 %, уменьшились отклонения конечной влажности стружки на 0,3 %, являющейся критерием качества и температуры отработавшего теплоносителя на 2,9 °С, оценки степени пожароопасности.

11. Оптимальные режимы сушки внедрены на четырех предприятиях. Сравнительный анализ технологий сушки дисперсных материалов при управлении по существующим и оптимальным режимам показал значительное повышение эффективности процессов при оптимальном управлении. Созданную систему управления можно реализовать для сушки различных'материалов с предварительной корректировкой, учитывающей особенности материала, технологии и оборудования, критерии оптимальности, условия данного предприятия.

12. Уменьшение времени сушки возможно обеспечением плавного регулирования частоты вращения барабанов, повышающего интенсивность тепломассопереноса. Для контроля текущей влажности частиц целесообразно применение аппаратуры, позволяющей бесконтактно, непрерывно измерять этот параметр в реальном масштабе времени. Это дает возможность получать частицы заданной конечной влажности,

осуществлять поиск резервов снижения времени сушки, создавать эффективные системы автоматического управления, реализующие высокие технологии сушки.

Основное одержание диссертации опубликовано в следующих работах

Публикации в центральных журналах

1. Петровский B.C. Многокритериальное управление процессом сушки измельченной древесины/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Деревообрабатывающая пром-сть., -1995. - № 6. - С. 17 -18.

2. Петровский B.C. Снижение энергоемкости, повышение производительности барабанных сушилок в производстве древесностружечных плит/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Деревообрабатывающая пром-сть, - 2002. - № 5. - С. 54 - 55.

* 3. Петровский B.C. Исследование закономерностей удаления влаги из древесных частиц в прямоточных барабанных сушилках/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, - 2002. - № 6. - С. 42-48.

4. Сафонов А.О. Математическое обеспечение систем автоматизированного управления барабанными сушилками // Вестник молодых ученых. Технические науки, - 2002.-№ 2. - С. 55-59.

5. Сафонов А.О. Система управления процессами сушки дисперсных материалов // Экономика и производство, - 2002. - № 4. - С. 42-44.

6. Сафонов А.О. Автоматическая система компьютерного управления агрегатами барабанного типа // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, -2002,-№6.-С. 41-44.

7. Сафонов А.О. Моделирование динамики изменения температуры топочного газа в топке сушильного барабана в зависимости от расхода энергоносителя // Промышленная энергетика, - 2002. - № 7. - С. 54 - 55.

8. Петровский B.C. АСУ процессами сушки дисперсных материалов в агрегатах барабанного типа / B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Промышленные АСУ и контроллеры, - 2002. - № 12. - С. 18-20.

9. Петровский B.C. Системы многокритериального управления процессом обезвоживания дисперсных материалов / B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Автоматизация и современные технологии, - 2002. - № 12. - С. 15-16.

10. Сафонов А.О. Автоматизация процессов сушки дисперсных сред в бара' банных агрегатах // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки, - 2003. - Приложение № 1. - С. 11 -12.

11. Сафонов А.О. Тепломассоперенос в процессе сушки дисперсных материалов в прямоточных барабанных сушилках// Ияж.-физ. журнал, - 2003. - т. 76 - №

* 2.-С. 101-104.

Монографии

1. Петровский B.C. Статика процесса сушки древесных частиц в барабанных сушилках./В.С. Петровский, А.О. Сафонов. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. - 114 с.

2. Сафонов А.О. Тепломассоперенос и динамика сушки дисперсных материалов в барабанных сушилках. - Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, - 2002. - 240 с.

Изобретения

1. Патент РФ 2102664 МКИ 7 F 26 В 25/22, 21/10 Способ автоматического управления процессом сушки измельченной древесины в барабанной сушилке/ Петровский B.C., Сафонов А.О. (РФ) № 95114053/06; Заявл. 03.08.1995; Опубл. 20.01.1998; Бюл. № 2 / Изобретения. Заявки и патенты, - 1998. - № 2. - С. 339.

2. Патент РФ 2168129 МКИ 7 F 26 В 25/22, 21/10 Способ автоматического управления процессом сушки измельченной древесины в барабанной сушилке/ Петровский B.C., Сафонов А.О., Шаповалов A.A. (РФ) № .99121486/06; Заявл. 12.10.1999; Опубл. 27.05.2001;' Бюл. №15/ Изобретения. Заявки и патенты,-2001. -№ 15.-С. 446 - 447.

3. Положительное решение о выдаче патента РФ от 19. 03. 2003 МПК 7 F 26 В 25/22 по заявке № 2001122212/06(023655) Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов в барабанной сушилке / Петровский B.C., Сафонов А.О. Заявл. 08.08. 2001.

Статьи, опубликованные по материалам участия в научно-практических конференциях, депонированные рукописи

1. Сафонов А.О. Экспертные оценки и математическое моделирование процесса сушки измельченной древесины: Мат. науч. конф. к 35-летию факультета ТДО Воронеж: ВГЛТА, 1995. - С. 21-22.

2. Сафонов А.О. Математические модели и их использование в управлении процессом сушки измельченной древесины. Деп. В ВИНИТИ 19. 05. 95 № 1417 - В 95.

3. Петровский B.C. Многокритериальная оптимизация конвективного процесса сушки измельченной древесины/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов// Процессы теплообмена в энергомашиностроении: Мат. регион, межвуз. семинара. - Воронеж. Воронеж. гос. техн. ун-т., - 1995. - С. 96.

4. Сафонов А.О. Многокритериальная оптимизация управления процессом сушки измельченной древесины в барабанных сушилках. Информ. листок № 362. Воронеж. ЦНТИ. 1995.4 с.

5. Петровский B.C. Оптимизация режимов сушки измельченной древесины/ B.C. Петровский, А.О Сафонов// Информ. Листок № 53-96. - Воронеж: Изд-во ЦНТИ, 1996.-2 с.

6. Сафонов А.О. Компьютерное управление технологическим процессом сушки древесных частиц// Материалы П международного симпозиума «Строение, свойства и качество древесины - 96». Октябрь 21-24. - Москва - Мытищи: МГУЛ, -1996.-С. 76-77.

7. Сафонов А.О. Минимизация расхода энергоносителей в технологии сушки древесных частиц/ А.О. Сафонов, B.C. Петровский // Мат. регион, межвуз. семинара «Процессы теплообмена в энергомашиностроении». - Воронеж. Воронеж, гос. техн. ун-т., - 1996.-С. 46.

8. Сафонов А.О. Компьютерный поиск оптимальных режимов технологии сушки измельченной древесины // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., -I996.-C. 48- 50.

9. Сафонов А.О. Технико-экономическая эффективность многокритериального

управления технологией сушки древесных частиц // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад.,-1996.-С.83-84.

10. Петровский B.C. Экспериментальные исследования барабанной сушилки как объекта многокритериального управления/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов// Теория, проектирование и, методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин: Мат. Всерос. науч.-техн. конф. - М.: МГУЛ, - 1997. - С. 24-25.

11. Петровский B.C. Влияние режимных параметров на тепломассообмен в процессе сушки древесных частиц/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Моделирование процессов тепло- и массообмен: Мат. регион, межвуз. семинара - Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т.,- 1997. - С. 10.

12. Сафонов А.О. Исследование технологических и теплотехнических характеристик процесса сушки древесных частиц в барабанных сушилках//Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 1997. - С. 181 - 183.

13. Извеков А.Д. Оптимизация процесса сушки измельченной древесины в производстве плит/ А.Д. Извеков, А.О. Сафонов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т.,-1997.-С. 199 - 204.

14. Сафонов А.О. Создание и реализация системы компьютерной оптимизации многокритериального процесса сушки древесных частиц // Высокие технологии в региональной информатике: Всерос. совещание-семинар. Ч. 2. - Воронеж: Изд-во Воронеж, гос. техн. ун-т., - 1998. - С 142.

15. Извеков А.Д. Неоднородности управляющих и возмущающих воздействий в системах управления сушкой измельченной древесины/ А.Д. Извеков, А.О. Сафонов, A.A. Шаповалов //Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Сб. науч. Тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 1998. - С. 251-255.

16. Сафонов А.О. Автоматизация управления процессом сушки древесных частиц/ А.О. Сафонов, B.C. Петровский // Теоретические основы проектирования технологических систем и оборудования автоматизированных производств: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад. - 1998. - Вып. 3. - С. 107 - 109.

17. Грибанов A.A. Компьютеризация многокритериального управления процессом сушки измельченной древесины/ A.A. Грибанов, B.C. Петровский, А.О. Сафонов, A.A. Шаповалов // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 3. Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т., 1999. - С. 200 - 205.

18. Сафонов А.О. Энергосберегающее управление барабаном для сушки древесных частиц //Повышение технического уровня машин лесного комплекса: Мат. Всерос. науч.-практ. конф. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 1999. - С. 155-156.

19. Сафонов А.О. Статистический анализ результатов производственных экспериментов по технологии сушки древесных частиц //Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн.

акад.,-1999.-С. 109-110.

20. Сафонов А.О. Совершенствование управления технологическим процессом сушки древесных частиц в производстве древесностружечных плит // Вестник Центрально-Черноземного отделения наук о лесе Академии естественных наук Воронежской государственной лесотехнической академии. Вып. 2. -Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 1999. - С. 198-200.

21. Сафонов А.О. Производственные испытания оптимальных режимов процесса сушки измельченной древесины в зимний период/ Совершенствование технологий, оборудования и экономического управления лесопромышленного комплекса: Сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. - С. 50 - 51.

22. Сафонов А.О. О влиянии начальной влажности измельченной древесины на проведение процесса ее сушки в барабанных сушилках //Совершенствование технологий, оборудования и экономического управления лесопромышленного комплекса: Сб. науч. тр. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 2000. - С. 51 - 52.

23. Сафонов А.О. Пути снижения расходов электроэнергии и природного газа при проведении процесса сушки древесных частиц в зимний период // Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модификации древесины: Мат. междунар. науч.-пракг. конф. - Воронеж. Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 2000. т. 2 . - С. 201-204.

24. Петровский B.C. Математические вопросы управления технологией сушки измельченной древесины/В.С. Петровский, А.О. Сафонов, A.A. Шаповалов // Математические методы в технике и технологиях, ММТТ-2000: Сб. тр. 13 междунар. науч. конф., в 7-ми т. Том 6, секции 11,12,13. - СПб: Санкт-Петербургский гос. тех-нол.'Йн-т. (техн. ун-т). - 2000. - С. 257-258.

25. Сафонов А.О. Корреляционный анализ результатов производственных экспериментов технологии сушки древесных частиц для зимних условий работы барабана // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 5. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. - С. 107-109.

26. Сафонов А.О. Пути повышения качества древесностружечных плит / А.О. Сафонов, A.A. Шаповалов /Конструкторско-технологическая информатика - 2000: Мат. ГУ междунар. конг. - М.: МГТУ «СТАНКИН». - 2000. -С. 256-259.

27. Петровский B.C. Учет влияния объективных факторов в системе многокритериального управления сушильным барабаном/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Автоматический контроль и автоматизация производственных процессов: Мат. междунар. науч.-техн. конф., посвященной 70-летию Белорусе, гос. технол. ун-та -Минск: БГТУ, - 2000. - С. 156-160.

28. Сафонов А.О. Применение ЭВМ при управлении технологией сушки измельченной древесины //Химико-лесной комплекс - научное и кадровое обеспечение в XXI веке. Проблемы и решения: Междунар. науч. -практ. конф., посвящ. 70-летию Сиб. гос. технол. ун-та. -Красноярск: СибГТУ, - 2000. - С. 93-94.

"29v Сафонов А.О. Исследование характера и степени взаимосвязи входных параметров с технико-экономическими показателями процесса сушки измельченной древесины в весенний период // Восстановление лесов, ресурсо- и энергосберегающие технологии лесного комплекса: Мат. межвуз. науч.-практ. конф., посвящ. 7030

летию ВГЛТА - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 2000. - С. 368 - 369.

30. Сафонов А.О. Математическое представление полей влагосодержания и температуры для процесса сушки древесных частиц - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад.,-2001. 19 е.: Библиогр. 7 назв. Рус. Деп. в ВИНИТИ 04.05.01 N1160-B2001.

31. Сафонов А.О. О влиянии характера движения измельченной древесины на проведение процесса ее обезвоживания в сушилках барабанного типа// Технологии и оборудование деревообработки в XXI веке: Сб. науч. тр.- Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2001. - С.84-85.

32. Сафонов А.О. Математическая постановка задачи тепловлагопереноса в процессе сушки измельченной древесины // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. научн. тр. Вып. 6. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад.,-2001.-С. 127-129.

33. Сафонов А.О. Разработка высокоэффективных систем и методов управления конвективными процессами // Новое в науке и технике глазами молодежи: Мат. обл. науч.-практ. конф. молодежи, научных работников машиностроительных предприятий, студентов и аспирантов. - Воронеж: ФНПЦ-ЗАО НПК (О) «Энергия». - 2001. -С. 98-105. ' "-<■•

34. Сафонов А.О. Повышение эффективности управления процессом сушки измельченной древесины в весенний период // «Лес - 2001»: Междунар.' науч.-техн. конф. И выставка: Сб. науч. тр. - Брянск: БГИТА, - 2001. - С. 22 - 24.'

35. Сафонов А.О. Аналитическое исследование процесса сушки древесных частиц с позиций динамики/Химико-лесной комплекс - проблемы и решения: Мат. Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - С. 102-106.

36. Сафонов А.О. Модернизация агрегатов барабанного типа для сушки дисперсных материалов// Научно-теоретический прикладной журнал «Вестник Воронежской государственной технологической академии». - №6. - 2001. - С. 159 - 160.

37. Сафонов А.О. Влияние климатических условий на эффективность удаления влаги из древесных частиц в барабанных сушилках// Интеграция науки и высшего лесотехнического образования по управлению качеством леса и лесной продукции: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., -2001.-С. 293-297.

38. Сафонов А.О. Влияние режимных параметров на кинетику сушки измельченной древесины в сушилках барабанного типа // Современные технологические процессы получения материалов и изделий из древесины: Мат. Всерос. науч.-техн. конф. С междунар. уч. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 2001. - С. 85-88.

39. Сафонов А.О. Исследование динамики изменения температуры топочного газа в топке сушильного барабана // Научно-практический вестник «Энергия». -Воронеж- №4. - 2001. - С. 44-46.

40. Сафонов А.О. Моделирование изменения температуры агента сушки на выходе из сушильного барабана в зависимости от расхода топлива //Лесной комплекс: состояние и перспективы развития: Мат. междунар. интернет-конф. - Брянск: БГИТА, 2001,- С. 132- 134.

41. Сафонов А.О. Моделирование теплообработки дисперсных материалов с учетом гидродинамики в сушилках барабанного типа. Труды Третьей Российской

национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т. 5. Двухфазные течения. Дисперсные потоки и пористые среды. М.: Изд-во МЭИ, 2002. - С. 309- 311.

42. Сафонов А.О. Математическая идентификация динамики изменения влаго-содерясания агента сушки в агрегате барабанного типа //Современные информационные технологии в науке, производстве и образовании: Мат. третьего украино-росс. науч. - технг. симпозиума - Хмельницкий: технол. ун-т Подолья, 2003.-С. 124- 128.

43. Сафонов А.О. Исследование влияния различных факторов на расход топлива в процессе сушки дисперсных материалов// Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 8. - Воронеж: Воронеж, гос. лесо-техн. акад., 2003. -С.120- 121.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 212.034.02 или выслать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронежская государственная лесотехническая академия, ученому секретарю.

Тел. 8-0732-53-72-40, факс 8-0732-53-72-40.

САФОНОВ Андрей Олегович

РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ И МЕТОДА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ В БАРАБАННЫХ АГРЕГАТАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

\

Подписано в печать 14.05.2003 г. Заказ № 956. Объем 1,86 усл. п.л. Тираж 100 экз.

Типография Воронежского государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки, 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1

33

Г -с. ,

гоП!о1 ЕКА СЛкгорбург

Ik1

'I

с

I

i

I ¡

i

I

I ¡

î

II

О

P-89 10

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ СУШКИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ И ДРУГИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ЯВЛЕНИЙ ТЕПЛО- И ВЛАГОПЕРЕНОСА ПРИ УДАЛЕНИИ ИЗ НИХ ВОДЫ В АГРЕГАТАХ БАРАБАННОГО ТИПА.

1.1 Существующие технологии, оборудование, методы и принципы сушки древесных частиц и других дисперсных материалов.

1.2 Научные, практические представления проведения процессов сушки дисперсных материалов в агрегатах барабанного типа.

1.2.1 Методы управления процессами сушки древесных частиц и других дисперсных материалов на основе уравнений статики.

1.2.2 Научные исследования в области математического моделирования полей влагосодержания и температуры дисперсных материалов при конвективной сушке.

1.3 Технико-экономическая эффективность промышленных технологий и систем управления процессами сушки дисперсных материалов в сушилках барабанного типа.

Выводы и основные задачи исследований.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ В БАРАБАННЫХ СУШИЛКАХ.

2.1 Характер и формы связи древесных частиц с водой.

2.2 Изучение влажного и гигроскопического состояния измельченной древесины, влагопереноса в процессе сушки.

2.3 Влияние внешних воздействий на эффективность процесса суш

2.4 Системный анализ установившихся режимов процесса сушки древесных частиц.

2.5 Активные эксперименты по определению целевых функций управления процессом сушки древесных частиц в агрегатах барабанного типа.

2.5.1 Цель и задачи активных экспериментов процесса сушки в зимний, весенне-осенний, летний периоды работы барабана.

2.5.2 Методика проведения активных экспериментов в производственных условиях.

2.5.3 Методы, контрольно-измерительная аппаратура для определения параметров процесса сушки в ходе проведения активных производственных экспериментов.

2.5.4 Влияние времени года на технико-экономическую эффективность процесса сушки древесных частиц.

2.5.5 Результаты экспериментов, их статистический и корреляционный анализы для зимних, весенне-осенних, летних условий.

2.6 Математическая идентификация статики технологического процесса сушки древесных частиц.

Выводы.

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЯВЛЕНИЙ ТЕПЛО

МАССОПЕРЕНОСА В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В АГРЕГАТАХ БАРАБАННОГО ТИПА.

3.1 Особенности определения нестационарных полей влагосодержания и температуры дисперсных материалов в процессе их сушки в барабанных сушилках.

3.2 Исследование закономерностей тепло- и массообмена в процессе сушки древесных частиц.

3.2.1 Определение параметров, характеризующих удаление влаги из древесных частиц под воздействием температурного поля.

3.2.2 Влияние форм связи влаги с древесными частицами на проведение процесса их сушки.

3.3 Система уравнений тепло- и массопереноса процессов сушки дисперсных материалов в сушилках барабанного типа.

3.4 Граничные условия для уравнения влагопереноса при удалении воды из древесных частиц.

3.5 Граничные условия для уравнения теплопереноса.

3.6 Система дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса в безразмерных величинах.

3.7 Идентификация полей влагосодержания и температуры древесных частиц в условиях периода постоянной скорости сушки.

3.8 Моделирование изменения полей влагосодержания и температуры древесных частиц в периоде падающей скорости сушки.

3.9 Численные решения нестационарных полей влагосодержания и тем-1ературы древесных частиц в процессе сушки.

3.10 Анализ влияния критериев Fo, Lu, Bi, Kim, Ко, Pn на тепломассопе-ренос в процессе сушки древесных частиц в прямоточных сушилках барабанного типа.

Выводы.

4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСНОЙ СТРУЖКИ В АГРЕГАТАХ БАРАБАННОГО ТИПА.

4.1 Математическое моделирование динамики температур топочного газа в топке и теплоносителя на выходе из барабана.

4.2 Математическая идентификация закономерностей изменения влажности стружки и температуры теплоносителя.

4.3 Скорость изменения влажности стружки в процессе сушки.

4.4 Исследование изменения влагосодержания теплоносителя при его влагообмене с высушиваемым материалом.

4.5 Изучение динамики температуры отработавшего теплоносителя в зависимости от начальной влажности высушиваемого материала.

4.6 Определение закономерностей изменения насыпной плотности древесных частиц в процессе их сушки в барабанных агрегатах.

Выводы.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАТРАТ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА СУШКУ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ В АГРЕГАТАХ БАРАБАННОГО ТИПА.

5.1 Уравнение теплового баланса для процесса сушки древесных частиц и других дисперсных материалов.

5.2 Динамика расхода тепловой энергии на сушку.

5.3 Исследование скорости расхода теплоты в процессе сушки.

5.4 Анализ влияния температуры окружающего барабан воздуха на расход теплоты в процессе сушки.

5.5 Исследование затрат тепловой энергии на испарение влаги, потерь теплоты с высушенным материалом, через ограждения барабана, с отработавшим агентом сушки.

5.6 Исследование влияния температуры воздуха окружающего барабан, начальной влажности и количества подаваемых частиц на расход топлива в процессе сушки дисперсных материалов.

Выводы.

6 МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ СУШКИ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

6.1 Разработка структуры системы компьютерного многокритериального управления процессом сушки древесных частиц в барабанных сушилках.

6.2 Вычислительные процедуры и численные результаты многокритерш ной оптимизации технологии сушки древесных частиц для различных уело работы барабана.

6.3 Особенности промышленной апробации системы управления технологиями сушки.

6.4 Промышленное использование разработанных математических зависимостей сушки и реализация оптимизационной вычислительной процедуры в системах управления процессом.

6.5 Особенности применения разработанной системы управления промышленными барабанными сушилками.

6.6 Испытания и внедрение в производство результатов научно-теоретических, практических исследований технологий сушки дисперсных материалов в агрегатах барабанного типа.

6.7 Сравнительный анализ показателей существующих методов проведения технологий сушки с показателями разработанной системы управления.

6.8 Технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок.

6.9 Пути интенсификации процессов сушки древесных частиц и других дисперсных материалов в агрегатах барабанного типа.

6.10 Рекомендации производству.

Выводы.

Актуальность темы. Технологии сушки стружки в барабанных агрегатах характеризуются чрезмерными удельными расходами топлива более 170 кг/т и электроэнергии свыше 70 кВт-ч/т, колебаниями конечных влажности частиц ± 2 % и температуры отработавшего теплоносителя ± 6 °С. Используемые сейчас в России 38 линий по производству ДСтП общей мощностью 4000 тыс. м3/год не обеспечивают в полной мере потребности рынка. Это обусловлено несовершенством технологий, достаточно большим количеством управляемых параметров и возмущений, которые чаще не учитываются, отсутствием адекватного математического описания показателей эффективности сушки, далеко несовершенным ручным регулированием подачи воздуха и топлива. Отсутствие моделей установившихся режимов не позволяет решать многокритериальные оптимизационные задачи управления. Нет достаточно обоснованной математической идентификации явлений тепломас-сопереноса, обеспечивающей интенсификацию сушки. Отсутствуют научно-обоснованные теоретические построения динамики параметров процесса и затрат теплоты на сушку, позволяющие в реальном масштабе времени контролировать, регулировать влажность и насыпную плотность стружки, параметры теплоносителя. Наука и существующая практика не имеют достаточно совершенных многокритериальных энергосберегающих систем управления технологиями сушки.

Решение этой достаточно трудной научно-практической проблемы значительно повышает эффективность сушки, выводит ее на уровень высоких технологий. Основные исследования, представленные в диссертации, выполнялись по гранту в ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», тема: «Разработка теоретических вопросов одно- и многокритериального управления процессом сушки измельченной древесины», 1997 г., №. 01.9.70004994. По результатам работы автор стал в 1996 г. лауреатом 2-го Всероссийского конкурса фантов НИР молодых ученых России (1 премия), лауреатом премии администрации Воронежской области за 2001 г., работа: «Создание энергосберегающих систем и методов управления процессами сушки сыпучих материалов в сушилках барабанного типа», лауреатом областной научно-практической конференции «Новое в науке глазами молодежи» в 2001г.

Цель работы. Математическая идентификация процесса сушки древесных частиц в барабанных агрегатах с разработкой и внедрением в промышленность энергосберегающих многокритериальных автоматизированных технологий.

Объект и методы исследований. Объектом исследований являются барабанные сушилки. Научные и практические исследования процесса сушки древесных частиц проводились с помощью метода экспертных оценок, теории планирования эксперимента, математического моделирования, статистического анализа, теорий многокритериальной оптимизации, переходных процессов, тепломассопереноса. Достоверность производственных исследований и научных разработок подтверждена результатами реализации математических зависимостей, алгоритмов и программ при внедрении оптимальных режимов технологии сушки стружки.

Научная новизна работы:

- технология сушки древесных частиц в барабанных агрегатах рассмотрена как объект многокритериального, оптимального управления, отличающийся тем, что на основе системного анализа и экспертного оценивания определены группы входных параметров, возмущающих воздействий и выходных технико-экономических характеристик;

- полученные уравнения статики технико-экономических показателей сушки отличаются учетом всех основных входных параметров и времени года;

- разработанные математические зависимости изменения полей влагосо-держания и температуры по объему древесных частиц с течением времени отличаются учетом гидродинамики барабанной сушилки;

- получены уравнения динамики температур топочного газа в топке и теплоносителя, влажности и насыпной плотности стружки, влагосодержания теплоносителя, отличающиеся учетом реального времени проведения сушки;

- разработана методика определения затрат теплоты на сушку, отличающаяся учетом длины барабана, режимных параметров и возмущений;

- созданная энергосберегающая система управления отличается тем, что позволяет проводить сушку с минимальными расходами энергоносителей, заданной конечной влажность стружки, пожаробезопасной температурой отработавшего теплоносителя, максимальной производительностью;

- разработаны способы автоматического управления процессами сушки стружки в барабанных агрегатах, защищенные патентами РФ № 2102664, № 2168129, положительным решением о выдаче патента № 2001122212/06(023655) от 19.03.2003 г.

Теоретическое значение. Полученные уравнения выходных параметров технологии сушки древесных частиц позволяют проводить численные расчеты технико-экономических характеристик, определять оптимальные режимы, осуществлять обоснованный поиск путей энергосбережения.

Практическая ценность работы. Практика управления барабанами получила математические модели, обеспечивающие выбор и реализацию экономичных режимов сушки в реальном масштабе времени в зависимости от начальной влажности стружки, температуры и влажности окружающего сушилку воздуха, температуры атмосферного воздуха. Созданная система управления обеспечивает решение практических задач оптимального управления технологиями сушки. Компьютерные программы и рекомендации нашли применение в работе АОЗТ «Электрогорскмебель», ОАО «Волгодонский комбинат древесных плит», ОАО МЭЗ «Лискинский», ОАО «Рудгормаш». Экономический эффект внедрения результатов научных разработок в промышленность составляет в среднем 23,04 рубля на тонну сухих частиц в ценах января 2003 г. При этом обеспечивается максимальная производительность, заданная конечная влажность стружки, пожаробезопасная температура отработавшего теплоносителя.

Результаты, выносимые автором на защиту:

- сезонные математические зависимости статики сушки древесных частиц в барабанных агрегатах, адекватно описывающие технологию;

- методика определения закономерностей тепломассопереноса в процессе сушки древесных частиц с учетом гидродинамики барабанных агрегатов;

- уравнения динамики изменения температуры топочного газа, параметров теплоносителя и древесных частиц в процессе сушки;

- методика определения затрат тепловой энергии по длине барабана;

- методика поиска путей повышения полезной доли теплоты на сушку;

- методика многокритериальной оптимизации поиска режимов, обеспечивающая получение высоких технико-экономических показателей сушки;

- система энергосберегающего компьютерного управления барабанами;

- технико-экономическая эффективность оптимизации промышленных технологий сушки стружки и практические рекомендации производству.

Апробация работы. Практические разработки апробированы и внедрены на промышленных сушилках. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях, в том числе международных, в МГУЛ г. Москва (1996 г.), ВГЛТА г. Воронеж (1996-2001 гг.), ВГТУ г. Воронеж (1996-2001 гг.), ВГТА г. Воронеж (1998-2001 гг.), СПбГТИ (ТУ) г. Санкт-Петербург (1997-2000 гг.), МГТУ г. Москва (2000 г.), БГТУ г. Минск (2000 г.), СибГТУ г. Красноярск (2000-2001 гг.), ФНПЦ-ЗАО НПК (О) «Энергия» г. Воронеж (2001 г.), БГИТА г. Брянск (2001 г.), МЭИ (ТУ) г. Москва (2002 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 работ, включая 2 монографии, 11 статей в центральных журналах, 3 патента РФ. В работах, опубликованных в соавторстве [25, 34, 35, 72, 73, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 88, 89, 107, 124], личное участие автора заключается в определении проблемы, целей и задач работы, в выполнении научно-практических исследований и анализе их результатов, в разработке методов энергосбережения технологий сушки, повышении технико-экономических характеристик процесса.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 189 источников, включая в себя 334 страницы текста, 44 таблицы, 56 рисунков.

Выводы

1. При создании систем управления барабанными сушилками учитывалась неоднородность возмущений на процесс путем теоретической и практической проработки инвариантности к неоднородным параметрам целевых функций. Переход промышленных барабанов на многокритериальное управление обеспечил повышение их производительности в среднем по сезонам на 7 %, достигнуты значительные снижения удельных расходов топлива на 9,5 % и электроэнергии на 6,8 %, В результате управления технологией сушки семян подсолнечника с помощью оптимальных режимов производительность барабана повысилась на 6,7 %, удельные расходы топлива и электроэнергии уменьшились на 8,8 % и 6,7 % соответственно. При этом уменьшились отклонения конечной влажности стружки и семян, являющейся критерием качества и температуры отработавшего теплоносителя, принятой за оценку степени пожароопасное™. Значительные снижения расходов энергоносителей позволили снизить себестоимость выпускаемой продукции. Повышение производительности сушилок при оптимальном управлении увеличило выпуск плит и растительного масла.

2. Сравнительный анализ режимов сушки для различных сезонов показывает, что помимо начальной влажности частиц на процесс влияют другие неуправляемые параметры. При одинаковых значениях начальной влажности в зимний и весенне-осенний периоды созданная система управления определяет различные значения режимных параметров из-за влияния температуры и влажности воздуха, окружающего барабанный агрегат, температуры атмосферного воздуха. Компенсация влияния возмущений осуществляется в системе многокритериального управления автоматически расчетом режимов, обеспечивающих экстремальные значения технико-экономических показателей. Корректировка режимов осуществляется индивидуально для каждого барабана в зависимости от размеров и объема подсосов холодного воздуха через неплотности в местах вращения и шлюзовой затвор.

3. Апробация созданной системы многокритериального, оптимального поиска и реализации управляемых режимных параметров показала высокую эффективность ее применения. Относительная простота конструкции, универсальность, достаточно низкая стоимость позволяют сделать вывод о перспективности ее использования для управления барабанными сушилками с обеспечением заданных конечной влажности частиц и температуры отработавшего теплоносителя, минимизации расходов топлива и электроэнергии, максимизации производительности. Система обеспечивает оперативное регулирование и установку требуемых значений режимных параметров: температуры теплоносителя на входе в барабан Хь температуры топочного газа в топке Х2, количества подаваемой стружки Х3, расхода топлива Х4, расхода воздуха на горение Х5, расхода воздуха на смешивание с топочным газом Х6.

4. Системный подход при корректировке системы управления под определенный процесс, учитывающий индивидуальные особенности конкретного материала, интервалы изменения режимных параметров, требуемые критерии оптимальности, характеристики сушилок, условия рассматриваемого предприятия позволил использовать ее для управления сушкой различных дисперсных материалов с получением высоких технико-экономических показателей.

5. Оптимальные режимы сушки рассмотренных дисперсных материалов внедрены на ряде предприятий (см. Приложение Г). Очевидная достаточно высокая эффективность результатов научных и экспериментальных исследований сушки древесных частиц и других дисперсных материалов в барабанных агрегатах повышает конкурентоспособность продукции на рынке, делает разработанное управление технологией более выгодным по сравнению с традиционно применяемыми методами и принципами проведения сушки.

6. Созданная энергосберегающая система многокритериального управления является адаптивной к изменению начальной влажности стружки Рь температуры Р2 и влажности Р3 окружающего барабан воздуха, температуры атмосферного воздуха Р4. Она обеспечивает при изменении в реальном масштабе времени возмущающих воздействий Ре получение минимальных расходов энергоносителей, максимальной производительности барабанных сушилок при заданных конечных уровнях влажности материала и температуры агента сушки.

7. Увеличение скорости сушки стружки возможно за счет обеспечения плавного регулирования частоты вращения барабанов. При этом необходимо создать математическое описание закономерностей сушки, а также разработать контрольно-измерительную аппаратуру и исполнительные механизмы с учетом частоты вращения сушилки. Это мероприятие в значительной степени повысит интенсивность тепломассопереноса, сократит время сушки.

8. Для контроля текущей влажности высушиваемых в барабанных установках дисперсных материалов целесообразно применение контрольно-измерительной, аппаратуры, основанной на методе инфракрасной спектроскопии, позволяющей бесконтактно, непрерывно измерять этот параметр в реальном масштабе времени, что обеспечивает получение частиц заданной конечной влажности, дает возможность осуществлять поиск резервов снижения продолжительности сушки.

9. Реализация предлагаемых мероприятий на промышленных барабанных сушилках не требует их существенной реконструкции, создания оригинальных дорогостоящих приборов, исполнительных механизмов, значительной перепланировки имеющихся производственных площадей. Проектирование новых установок с учетом комплектации их системой многокритериального управления и средствами оперативного регулирования частоты вращения не сопровождается значительным повышением стоимости сушилок, увеличением их металлоемкости и габаритных размеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Существующие технологии сушки стружки в барабанных установках характеризуются чрезмерно высокими удельными расходами топлива более 170 кг/т и электроэнергии свыше 70 кВт-ч/т, низкой производительностью - до 1650 кг/ч, колебаниями конечных влажности частиц ± 2 % и температуры отработавшего теплоносителя ± 6 °С по причине их несовершенства, достаточно большого количества управляемых параметров и возмущений, которые чаще не учитываются, ручного регулирования режимов. Отсутствие достаточно адекватной математической идентификации закономерностей статики, динамики, тепломассопереноса не позволяет решать многокритериальные оптимизационные задачи управления, обеспечивающие обоснованный поиск путей интенсификации сушки в создаваемых энергосберегающих системах.

2. Установлено, что режим сушки зависит от связи влаги со стружкой, параметров окружающей ее среды, особенностей тепломассообмена. С целью снижения времени сушки исследовано влияние всех технологических параметров на процесс с учетом требований к качеству высушенного материала. Определено, что интенсивность сушки изменяется в зависимости от времени года, отличающегося уровнями начальной влажности стружки Рь влажности Р2 и температуры Р3 окружающего барабан воздуха, температуры атмосферного воздуха ¥4, которые определяют потери тепловой энергии различными путями.

3. Для определения степени влияния входных параметров на конечную влажность высушиваемого материала, температуру отработавшего теплоносителя, производительность барабана, удельные расходы энергоносителей проведены эксперименты на четырех предприятиях. На их основе в различные сезоны получены достаточно адекватные уравнения. Ошибки расчетных значений целевых функций относительно фактических не превышали 4,556 %. Получение сезонных уравнений целевых функций многокритериального управления позволило решить на практике задачу оптимизации энергосберегающих технологий сушки.

4. Разработанная методика расчета нестационарных полей влагосодержа-ния и температуры частиц в гидродинамической обстановке барабанной сушилки достаточно адекватна реальным процессам сушки, универсальна и может с соответствующей корректировкой применяться для анализа технологий и энергосберегающего управления сушкой различных дисперсных материалов.

5. Полученные уравнения динамики температур топочного газа в топке и отработавшего теплоносителя, влажности стружки по времени и температуры сушильного агента по длине барабана, расходов теплоты и топлива на сушку, потерь энергии с отработавшим теплоносителем достаточно адекватны реальному процессу. Отклонение фактических значений этих показателей от вычисленных не превышает 5 %. Эти зависимости позволяют оперативно, без остановки сушилок, определять параметры теплоносителя и материала, находить время сушки и осуществлять поиск путей ее интенсификации для барабанных агрегатов разной конструкции.

6. Предложенные уравнения динамики насыпной плотности стружки в барабане используются для анализа интенсивности ее истирания о внутренние элементы сушилки с целью поиска путей снижения объема образуемой при трении древесной пыли, негативно влияющей на качество ДСтП, работу оборудования, износостойкость режущего и шлифовального инструментов, взрыво-опасность процесса. Разработанная методика исследований может применяться при анализе степени износа различных материалов и сушилок.

7. Полученные адекватные уравнения влияния температуры окружающего барабан воздуха на расход теплоты позволили более точно определять стоимость сушки дисперсных материалов в различные сезоны. Создана практическая схема рекуперации тепловой энергии сухих частиц, что обеспечило снижение себестоимости сушки. Даны практические рекомендации по снижению теплопотерь барабаном в окружающую среду.

8. При создании систем многокритериального управления барабанами учтена неоднородность возмущающих воздействий на процесс путем теоретической и практической проработки инвариантности системы управления сушилкой к возмущениям. Компенсация влияния начальной влажности стружки, температуры и влажности воздуха в цехе, температуры атмосферного воздуха осуществляется в системе управления автоматически расчетом и реализацией соответствующих режимов.

9. Реализация разработанных схем снижения потерь теплоты, применение энергосберегающей системы управления уменьшают теплопотери на 25.30 %. При этом полезная доля теплоты на испарение влаги из частиц повышается до 66,3.68,5 %, что значительно снижает себестоимость сушки.

10. Апробация разработанных математических закономерностей, созданной системы показала высокую эффективность их применения. При переходе промышленных барабанов на многокритериальное управление их производительность повысилась в среднем по сезонам на 7 %, снизились удельные расходы топлива на 9,5 % и электроэнергии на 7,1 %, уменьшились отклонения конечной влажности стружки на 0,3 %, являющейся критерием качества и температуры отработавшего теплоносителя на 2,9 °С, оценки степени пожароопасности.

11. Оптимальные режимы сушки внедрены на четырех предприятиях. Сравнительный анализ технологий сушки дисперсных материалов при управлении по существующим и оптимальным режимам показал значительное повышение эффективности процессов при оптимальном управлении. Созданную систему управления можно реализовать для сушки различных материалов с предварительной корректировкой, учитывающей особенности материала, технологии и оборудования, критерии оптимальности, условия данного предприятия.

12. Уменьшение времени сушки возможно обеспечением плавного регулирования частоты вращения барабанов, повышающего интенсивность тепло-массопереноса. Для контроля текущей влажности частиц целесообразно применение аппаратуры, позволяющей бесконтактно, непрерывно измерять этот параметр в реальном масштабе времени. Это дает возможность получать частицы заданной конечной влажности, осуществлять поиск резервов снижения времени сушки, создавать эффективные системы автоматического управления, реализующие высокие технологии сушки.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Изд-во «Наука», 1971.-287 с.

2. Алпаткина Р.П. О влагопроводности древесины главнейших отечественных пород// Деревообрабатывающая пром-сть., 1967. - № 9. - С. 12-14.

3. Амалицкий В.В. Обработка резанием цементно-стружечных плит. М.: Вентана-Граф, - 1997. - 112 с.

4. Амалицкий В.В. Особенности обработки резанием цементно-стружечных плит // Материалы II международного симпозиума «Строение, свойства и качество древесины 96». Октябрь 21-24. - Москва - Мытищи: МГУЛ,- 1996.-С. 58.

5. Араманович И.Г. Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. Теория устойчивости/ И.Г. Араманович, Г.Л. Лунц, Л.Э. Эльгольц. М.: Наука, 1968. - 488 с.

6. Бабуха Г.Л. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках/ Г.Л. Бабуха, A.A. Шрайбер. Киев.: Наукова думка, 1972.- 175 с.

7. Базаров С.М. Общие закономерности формирования многопараметрических образов. Д., 1980, с. 37 - 64.

8. Базаров С.М. К обезвоживанию и пропитке древесины в силовом механическом поле. Деп. В ВНИПИЭИ, № 2568 лб, 1989. 12 с.

9. Балмасов Е.Я. Автоматическое регулирование и регуляторы/ Е.Я. Балмасов, A.A. Астафьев, В.В. Харитонов М.: Лесн. пром-сть., 1978. - 284 с.

10. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь, 1984.-248 с.

11. Баумштейн И.П. Математическое моделирование сушильных аппаратов/ И.П. Баумштейн, М.И. Любомирский // Труды ЦНИИК. Вып. 15. -1966.-С.124- 131.

12. Бекетов В.Д. Типы установок для сушки древесных частиц. Обзор, информ.-М.: ВНИПИЭИлеспром № 15, 1986.- 18 с.

13. Беккер М.Е. Сушка термочувствительных материалов во взвешенном состоянии. Рига.: Зинатне, 1966. - 82 с.

14. Боганов А.И. Вращающиеся печи цементной промышленности. -М.: Машиностроение, 1965. 319 с.

15. Богданов Е.И. Справочник по сушке древесины. / Е.И. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов. М.: Лесн. пром-сть., 1990.-304 с.

16. Булавин И.А. Тепловые процессы в технологии силикатных материалов/И. А. Булавин, И.А. Макаров, А.Я. Рапопорт, В.К. Хохлов/ М.: Стройиздат, 1982. - 249 с.

17. Буяров А.И. Выбор гидродинамических режимов для сушки дисперсных материалов во взвешенных закрученных потоках: Автореф. дис. канд. наук., — 1982. 23 с.

18. Веневитин A.A. Оптимизация автоматического управления сушкой витаминной муки в пневмобарабанных агрегатах: Дис. канд. техн. наук. 1991.

19. Вильке Г.А. Автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий. М.: Лесн. пром-сть., 1972. - 414 с.

20. Вознесенский В.А. Принятие решений по статистическим моделям/ В.А. Вознесенский, А.Ф. Ковальчук. М.: Статистика, 1978. - 192 с.

21. Горбис З.Р. Теплообмен и гидродинамика дисперсных сквозных потоков. М.: Энергия, 1970. - 424 с.

22. Горбис З.Р. Теплообменники с проточными дисперсными теплоносителям/ З.Р. Горбис, В.А. Календерьян/ М.: Энергия, 1975. - 295 с.

23. Девятое Б.Н. Теория переходных процессов в технологических аппаратах с точки зрения задач управления. Новосибирск.: Сибирское отделение АН СССР, 1964. - 324 с.

24. Дущенко В.П. Кинетика и динамика внутреннего тепло-массопереноса в твердых дисперсных системах: Дис. докт. техн. наук. 1974.

25. Егоров В.А. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки. Методы моделирования/ В.А. Егоров, A.A. Глушковский. Л.: Л ТА., 1988.-80 с.

26. Зверева H.A. Комплексное моделирование структуры дисперсных систем методом частиц/ H.A. Зверева, В.А. Вальцифер// Инж.-физ. журнал, -2002. т. 75 - № 2. - С. 42-48.

27. Зейгарник Ю.А. Теплообмен и гидродинамика двухфазных сред в условиях вынужденного движения в пористых структурах/ Ю.А. Зейгарник, В.М. Поляев// Инж.-физ. журнал, 2000. - т. 73 - № 6. - С. 1125-1135.

28. Иванец В.Н. Исследование продолжительности перемешивания зерновых материалов в проточных вращающихся барабанах/ В.Н. Иванец, В.И. Моисеенко // Труды МИХМа, 1968. - Т. 11. - С. 621-639.

29. Иванец В.Н. К вопросу о моделировании движения зернового материала во вращающемся барабане/ В.Н. Иванец, С.Д. Евменов // Химия и нефтехимические технологии: Сб. науч. трудов. Кемерово: Кузбасс, политехн. ин-т., 1972. - № 52. - С. 45-52.

30. Ицкович Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин. М.: Энергия, 1975. - 322 с.

31. Кармазин В.Д. Сушка и сушильные установки в сахарной промышленности. М.: Центр. Ин-т науч.-техн. информации пищевой пром-сти М-ва пищевой пром-сти СССР, 1968. - 59 с.

32. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М: Госхимиздат, 1961. 830 с.

33. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента/ Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. Воронеж.: Изд-во Воронеж гос. ун-та, 1982. - 137 с.

34. Кречетов И.В. Сушка древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1972. -217 с.

35. Курбацкий А.Ф. К моделированию предельного режима стабилизации средней скорости турбулентного потока во вращающейся прямой круглой трубе/ А.Ф. Курбацкий, C.B. Поросева// Инж.-физ. журнал, 1999. - т. 72 - № 2. - С. 289-294.

36. Куцакова В.Е. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов/В.Е. Куцакова, А.Н. Богатырев. -М.: Агропромиздат, 1997.-236 с.

37. Куцакова В.Е. Исследование и разработка методов интенсификации процессов конвективной сушки измельченной древесины и некоторых полимерных материалов: Дис. докт. техн. наук. 1974.

38. Куцакова В.Е. Некоторые кинетические закономерности сушки в барабанном агрегате/ В.Е. Куцакова, Д.М. Стерлин // Изв. вузов Пищ. технология. 1971. -№ 5 -С. 144.

39. Куцакова В.Е. Некоторые кинетические закономерности сушки ленточных материалов в роликовых сушилках/ В.Е. Куцакова, Д.М. Стерлин //Машины и технологии полимеров: Сб. науч. тр. 1967.-С. 86-101.

40. Кэмпбелл Д.П. Динамика процессов химической технологии. М.: Гос. науч.-техн. изд-во хим. лит., 1962. - 487 с.

41. Лейкин А.З. Исследование процесса сушки измельченной древесины в барабанном сушильном агрегате: Дис. канд. техн. наук. 1969.

42. Леонов Л.В. Автоматика и автоматизация технологических процессов производства и отделки древесных плит.-М.: Лесн. пром-сть, 1987. 368 с.

43. Леонтьев Н.Л. Техника испытаний древесины. М.: Лесн. пром-сть., 1970.- 160 с.

44. Лыков A.B. Теория переноса энергии и вещества / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. Минск.: Изд-во АН БССР, 1959. - 328 с.

45. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. - 472 с.

46. Лыков A.B. Теория тепло- и массопереноса/А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов/-М.: Л., 1963.-536 с.

47. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высш. шк., 1967. - 599 с.

48. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия,1979.-272 с.

49. Любошиц И.Л. Сушка дисперсных термочувствительных материалов/ И.Л. Любошиц, Л.С. Слободкин, И.Ф. Пикус. Минск: Наука и техника, 1969. - 214 с.

50. Мазяк З.Ю. Тепло- массоперенос в пористых телах при переменных потенциалах в среде. Львов.: Изд-во при Львов, ун-те, 1979. - 120 с.

51. Макевнин М.П. Некоторые вопросы расчета машин барабанного типа//Труды МИХМа,- 1959.-Т. 19.-С. 812-835.

52. Маковский Н.В. Основы автоматизации деревообрабатывающего производства. М.: Лесн. пром-сть., 1972. - 335 с.

53. Мальтри В. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения/ В. Мальтри, Э. Петке, Б. Шнайдер. М.: Машиностроение, 1979. - 526 с.

54. Манухин Л.А. Расчет сложных процессов тепло- и массообмена в аппаратах пищевой промышленности. М.: Пищ. пром-сть., 1986. -360 с.

55. Маргыненко О.Г. Тепло- и массоперенос в пористых средах / О.Г.Мартыненко, НВ. Павлюкевич // Инж.-физ. журнал, -1999. т. 71 - № 1. - С. 5-19.

56. Методика определения экономической эффективности использования в лесопильной, деревообрабатывающей, фанерной и мебельной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Москва Архангельск, 1980. - 94 с.

57. Михайлов Н.М. Вопросы сушки топлива на электростанциях. М.: Госэнергоиздат, 1957. - 152 с.

58. Михайлов Н.М. Теплообмен между газом и струей частиц, падающих с лопаток барабанной сушилки/ Н.М. Михайлов, Л.Н. Мамрунова // Хим. и нефтехим. машиностроение, 1966. -№ 1. - С. 29-31.

59. Михеев В.П. Сжигание природного газа/ В.П. Михеев, Ю.П. Медников. М.: Энергия, 1975. - 391 с.

60. Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. -М.: Наука, 1971.-424 с.

61. Муштаев В.И. Сушка дисперсных материалов/В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. М.: Химия, 1988. - 352 с.

62. Отлев И.А. Справочник по производству древесностружечных плит / Отлев И.А., Ц.Б. Штейнберг, JI.C. Отлева, Ю.А. Бова, Н.И. Жуков, Г.И. Конаш/ 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть., 1990. - 384 с.

63. Палагин В.А. Автоматика и автоматизация производственных процессов деревообработки/ В.А. Палагин, В.А. Дорошенко, Л.В. Леонов. -М.: Экология, 1993.-350 с.

64. Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента/ Е.А. Памфилов, Г.А. Зотов. М.: - 1991. - 120 с.

65. Паундер Э. Физика льда. М.: Энергия, 1967. - 190 с.

66. Певцов А.Х. Ударная твердость древесины. М.: Гослестехиздат., 1935. - 113 с.

67. Першин В.Ф. Машины барабанного типа. Основы теории, расчета и конструирования. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1990. - 166 с.

68. Петровский B.C. АСУ процессами сушки дисперсных материалов в агрегатах барабанного типа / B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Промышленные АСУ и контроллеры, 2002. - № 12. - С. 18-20.

69. Петровский B.C. Исследование закономерностей удаления влаги из древесных частиц в прямоточных барабанных сушилках/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, 2002. - № 6. - С. 42 - 48.

70. Петровский B.C. Многокритериальное управление процессом сушки измельченной древесины/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Деревообрабатывающая пром-сть., 1995. - № 6. - С. 17-18.

71. Петровский B.C. Оптимизация режимов сушки измельченной древесины/ B.C. Петровский, А.О Сафонов// Информ. Листок № 53-96. Воронеж: Изд-во ЦНТИ, 1996. - 2 с.

72. Петровский B.C. Поиск экстремума функции при заданных ограничениях. Красноярск: СибТИ, Труды СибТИ - № XL, 1965. - 26 с.

73. Петровский B.C. Системы многокритериального управления процессом обезвоживания дисперсных материалов / B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Автоматизация и современные технологии, 2002. - № 12. - С. 15-16.

74. Петровский B.C. Снижение энергоемкости, повышение производительности барабанных сушилок в производстве древесностружечных плит/ B.C. Петровский, А.О. Сафонов // Деревообрабатывающая пром-сть, 2002. - № 5. - С. 54 - 55.

75. Петровский B.C. Статика процесса сушки древесных частиц в барабанных сушилках./В.С. Петровский, А.О. Сафонов. Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. - 114 с.

76. Петровский B.C. Учет влияния объективных факторов в системе многокритериального управления сушильным барабаном/ B.C. Петровский,

77. A.О. Сафонов // Автоматический контроль и автоматизация производственных процессов: Мат. междунар. науч.-техн. конф., посвященной 70-летию Белорусе. гос. технол. ун-та Минск: БГТУ, - 2000. - С. 156-160.

78. Пижурин A.A. Исследование процессов деревообработки/ A.A. Пижурин, М.С. Розенблит. М.: Лесн. пром-сть., 1984. - 232 с.

79. Ппановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии/ А.Н. Ппановский, П.И. Николаев М.: Химия, 1987. - 496 с.

80. Ппановский А.Н. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности/ А.Н. Ппановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов М.: Химия, 1979.-288 с.

81. Плитные материалы и изделия из древесины и других одревесне-вевших растительных остатков без добавления связующих/ Под ред В.Н. Петри. М.: Лесн. пром-сть., 1976. - 360 с.

82. Ползик П.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов деревообрабатывающих предприятий/ П.В. Ползик, Л.Г. Молчанов,

83. B.К. Вороницын. М.: Лесн. пром-сть., 1987. - 440 с.

84. Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть., 1976.- 160 с.

85. Пухов А.К. Влагообмен материала со средой в процессе конвективной сушки// Деревообрабатывающая пром-сть., 1964. -№ 8. - С. 12-14.

86. Разработка теоретических вопросов оптимизации одно- и многокритериального управления процессом сушки измельченной древесины: Отчет о НИР № гос. регистрации 01. 9.70004994. - Воронеж: Воронеж, гос. лесо-техн. акад., 1998. - 120 с.

87. Рейш А.К. Повышение износостойкости строительных машин. -М.: Машиностроение, 1986. 184 с.

88. Романков П.Г. Массообменные процессы химической технологии/ П.Г. Романков, В.Ф. Фролов Л.: Химия, 1990. - 384 с.

89. Романков П.Г. Сушка во взвешенном состоянии/ П.Г. Романков, Н.Б. Рашковская. Л.: Химия, 1979. - 272 с.

90. Российский энциклопедический словарь: В 2 кн. /Гл. ред.: A.M. Прохоров. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2001.

91. Сажин Б.С. Аппараты с активными гидродинамическими режимами для сушки дисперсных волокнообразных полимеров М.: МТИ, 1980. - 43 с.

92. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. - 320 с.

93. Сафонов А.О. Автоматизация процессов сушки дисперсных сред в барабанных агрегатах // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Технические науки, 2003. - Приложение № 1. - С. 11-12.

94. Сафонов А.О. Автоматическая система компьютерного управления агрегатами барабанного типа // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2002. - №6. - С. 41-44.

95. Сафонов А.О. Аналитическое исследование процесса сушки древесных частиц с позиций динамики/Химико-лесной комплекс проблемы и решения: Мат. Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - С. 102-106.

96. Сафонов А.О. Исследование динамики изменения температуры топочного газа в топке сушильного барабана // Научно-практический вестник «Энергия». Воронеж- №4. - 2001. - С. 44-46.

97. Сафонов А.О. Компьютерное управление технологическим процессом сушки древесных частиц// Материалы П международного симпозиума «Строение, свойства и качество древесины 96». Октябрь 21-24. - Москва —

98. Мытищи: МГУЛ, 1996. - С. 76 - 77.

99. Сафонов А.О. Математические модели и их использование в управлении процессом сушки измельченной древесины. Деп. В ВИНИТИ 19. 05. 95 № 1417-В 95.

100. Сафонов А.О. Математическое обеспечение систем автоматизированного управления барабанными сушилками // Вестник молодых ученых. Технические науки, 2002. - № 2. - С. 55 - 59 .

101. Сафонов А.О. Математическое представление полей влагосодержания и температуры для процесса сушки древесных частиц Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., - 2001. 19 с.: Библиогр. 7 назв. Рус. Деп. в ВИНИ1. ТИ04.05.01 N1160-В 2001.

102. Сафонов А.О. Минимизация расхода энергоносителей в технологии сушки древесных частиц/ А.О. Сафонов, B.C. Петровский // Мат. регион, межвуз. семинара «Процессы теплообмена в энергомашиностроении». Воронеж. Воронеж, гос. техн. ун-т., - 1996. - С. 46.

103. Сафонов А.О. Многокритериальная оптимизация управления процессом сушки измельченной древесины в барабанных сушилках. Информ. листок № 362. Воронеж. ЦНТИ, 1995. 4 с.

104. Сафонов А.О. Моделирование динамики изменения температуры топочного газа в топке сушильного барабана в зависимости от расхода энергоносителя // Промышленная энергетика, 2002. - № 7. - С. 54 - 55. .

105. Сафонов А.О. Моделирование изменения температуры агента сушки на выходе из сушильного барабана в зависимости от расхода топлива //Лесной комплекс: состояние и перспективы развития: Мат. междунар. интер-нет-конф. Брянск: БГИТА, 2001. - С. 132 - 134.

106. Сафонов А.О. Модернизация агрегатов барабанного типа для сушки дисперсных материалов// Научно-теоретический прикладной журнал «Вестник Воронежской государственной технологической академии». №6. — 2001.-С. 159- 160.

107. Сафонов А.О. Повышение эффективности управления процессом сушки измельченной древесины в весенний период // «Лес 2001»: Междунар. науч.-техн. конф. и выставка: Сб. науч. тр. - Брянск: БГИТА, - 2001. - С. 22 - 24.

108. Сафонов А.О. Пути повышения качества древесностружечных плит / А.О. Сафонов, A.A. Шаповалов /Конструкторско-технологическая информатика 2000: Мат. IV междунар. конг. - М.: МГТУ «СТАНКИН». - 2000. -С. 256-259.

109. Сафонов А.О. Система управления процессами сушки дисперсных материалов // Экономика и производство, 2002. - № 4. - С. 42-44.

110. Сафонов А.О. Тепломассоперенос в процессе сушки дисперсных материалов в прямоточных барабанных сушилках// Инж.-физ. журнал, 2003. -т. 76-№2.-С. 101-104.

111. Сафонов А.О. Тепломассоперенос и динамика сушки дисперсных материалов в барабанных сушилках. Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, - 2002. - 240 с.

112. Сафонов А.О. Экспертные оценки и математическое моделирование процесса сушки измельченной древесины: Мат. науч. конф. к 35-летию факультета ТДО Воронеж: ВГЛТА , 1995. С. 21-22.

113. Сафонов А.О. Энергосберегающее управление барабаном для сушки древесных частиц //Повышение технического уровня машин лесного комплекса: Мат. Всерос. науч.-практ. конф. Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., - 1999. - С. 155-156.

114. Серговский П.С. Влагопроводность древесины// Деревообрабатывающая пром-сть., 1955. - № 2. - С. 3 - 8.

115. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины/П.С. Серговский, А.И. Расев. М.: Лесн. пром-сть., 1987. - 360 с.

116. Сокольский А.И. Сушка дисперсных материалов в аппаратах с активной гидродинамикой двухфазного потока. Дис. канд. техн. наук. -1988.

117. Стерлин Д.М. Расчет сушильных агрегатов для сушки измельченной древесины/ Д.М. Стерлин, В.Е. Куцакова // Деревообрабатывающая пром-сть., 1971.- №3.- С. 35-39.

118. Стерлин Д.М. Сушка в производстве фанеры и древесностружечных плит. М.: Лесн. пром-сть., 1977. - 384 с.

119. Стрелков К.Н. Движение материала в ячейковом сушильном барабане // Огнеупоры. 1949. -№ 10. - С. 285-302.

120. Теплицкий Ю.С. Подобие переносных процессов в дисперсных системах со взвешенными частицами/ Инж.-физ. журнал, 1999.—т.12 — № 4. - С. 757-764.

121. Тетерин A.A. Состояние и направления развития сушки измельченной древесины/ A.A. Тетерин, М.Н. Волчанова/ Обзор, информ. М.: ВНИПИЭИлеспром №3, - 1983.-47 с.

122. Технологическая инструкция на производство древесностружечных плит на отечественных линиях СП-25 и СП-35. Балабаново: 1989. 100 с.

123. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения.-М.: МГУЛ, 2001.-340 с.

124. Уголев Б.Н. Испытания древесины и древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть., 1965. - 252 с.

125. Федоров И.М. Отчет сушильной лаборатории ВТИ. 1954.

126. Федоров И.М. Сушка материалов в стадии постоянной скорости испарения: Сб. трудов ВТИ, 1949. - С. 124 - 136.

127. Федоров И.М. Теория и расчет процесса сушки во взвешенном состоянии. М.: Госэнергоиздат, 1955. - 176 с.

128. Филиппов В.А. Конструкция, расчет и эксплуатация устройств иоборудования для сушки минерального сырья. М.: Недра, 1979. - 309 с.

129. Филоненко Г.К. Сушильные установки/ Г.К. Филоненко, П.Д. Лебедев. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1952. - 264 с.

130. Филонов A.A. Использование маломерной древесины в производстве паркетных щитов и точеных изделий. Воронеж: Воронеж, гос. лесо-техн. акад., - 1998. - 120 с.

131. Фролов В.Ф. Исследование многосекционного противоточнош аппарата для сушки сыпучих материалов в кипящем слое: Дис. докт. техн. наук. 1962.

132. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов. -М.: Химия, 1987.-208 с.

133. Ходоров Е.И. Исследование на моделях процесса теплообмена и движения материала во вращающейся печи с различными внутренними устройствами // Цемент. 1952. - №5. - С. 228-251.

134. Ходоров Е.И. Печи цементной промышленности. Л.: Стройиз-дат., 1968.-456 с.

135. Хрущев М.М. Износостойкость и структура твердых наплавок. -М.: Машиностроение, 1971.-95 с.

136. Чернобыльский И.И. Сушильные установки химической промышленности/ И.И. Чернобыльский, Ю.М. Тананайко. Киев.: Наукова думка, 1969.-280 с.

137. Чудинов Б.С. Вода в древесине. Новосибирск: Наука, 1984. -272 с.

138. Чудинов Б.С. Теория тепловой обработки древесины. М.: Наука, 1968.-255 с.

139. Ши-Янь-Фу. Исследование кинетики процесса сушки в кипящем слое: Дис. канд. техн. наук. 1961.

140. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. М.: Лесн. пром-сть., 1973. - 248 с.

141. Bimbenet I., Loucin M., Brusser H. Heat and masstransfer for drying of hard materials// Chem. Eng. Sei., 1971/ V. 19. P. 860-865.

142. Brenner H. Heat transfer in fluidized beds//Chem. Eng., 1962. № 7 -P. 229.

143. Brumbaugh J. Plant experiences in controlling moisture particle board. Symposium. March, 1969. Pullmann. Washington.

144. Karlsen G.G. Wooden Structures. Mir publishers - Moscow, 1967. F 355/. H2.-S 640.

145. Klauditz W. Entwiklung und Herstelung von Holzspanplatten. Holz Roh - Werkstof, 1959, jq. 17, H. 2, - S. 67.

146. Klein H.-Staub. 1963. Bd. 23. № 11. S. 501-509.

147. Kollman F. Uber den Einfluss von Feuchtigkeitsuntersch Spangut von dem Verpressen auf die Rigenschaffen ieden von Holzspanplatten. Holz Roh -Werkstof, 1957, jq. 15, H. 1,-S. 24.

148. Korary-korary. The drying of disperse materials // Chem. Eng. V. 20 № 5. 1956.-P. 924-941.

149. Mathur K., Gishler P. A study of application of the spouted bed technique to wheat drying // A.I. Ch. E. Journ. 1955. № 1. P. 157-164.

150. Mc Adams W.H. Heat Transmission. 3d ed., Mc Graw-Hill., N.Y., 1954-728 p.

151. Paynter H.M., Yakashi Y. A new metod of evaluating dynamic response of counter-flow and parallel-flow heat exchangers // Trans. ASME., 1956. V. 78.-P. 749-758.

152. Pozgai A., Chovanec D., Kurjatko S., Babiak M. Structura a vlastnosti dreva. Bratislava: Priroda, 1997. - 488 s.

153. Prutton J., Miller F. The factors influenced of productivity of drying drum// Trans., Am. Inst. Chem. Eng., 1942. P. 1740-1744.

154. Rutgers R. The mix of disperse materials in the revolving drum// Chem. Eng. Sains 20, 1965. № 12. P. 115-128.

155. Soskis B.M. Svojstva dreveta. Beograd. Univarzitet u Beogradu, 1991.-279 s.

156. Wlevenspiel O. Chemical reaction engineering. T. Willey and Sons Inc., New York London, 1962. - 426 p.