автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Интенсификация процесса сушки древесины трудносохнущих пород

На правах рукописи

ПЛАТОНОВ Алексей Дмитриевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ТРУДНОСОХНУЩИХ ПОРОД

05.21.05 — Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии

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

доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор

Памфилов Евгений Анатольевич

доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор

Уголев Борис Наумович

доктор технических наук, профессор

Филонов Александр Андреевич

Ведущая организация — Петрозаводский государственный университет (185640, Россия, Республика Карелия, г, Петрозаводск, пл. Ленина, 33).

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Защита диссертации состоится «28» апреля 2006 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА) в аудитории 118

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии

Автореферат разослан 9 марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

^ 5/)>

Курьянов В.К.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Древесина находит самое широкое применение в различных отраслях промышленности. В настоящее время существует большой спрос на качественно высушенную древесину и особенно древесину твердых пород. Изготовление конкурентоспособной продукции из древесины невозможно без качественной сушки. Цель сушки и требования к отдельным свойствам высушиваемой древесины определяются условиями ее использования. Однако, во всех случаях целью сушки является превращение древесины из природного сырья в промышленный материал с коренным улучшением ее, физико-технических, технологических и потребительских свойств. В результате сушки должен получаться облагороженный материал, более качественный и ценный, отвечающий многообразным, высоким требованиям, предъявляемым к нему в различных производственных и бытовых условиях.

Анализ современного состояния техники и технологии сушки пиломатериалов показал, что особенно низкое качество наблюдается при сушке пиломатериалов и заготовок древесины твердых лиственных пород, а из хвойных лиственницы, где дефекты в виде трещин и коробления достигают 30...40 %. Процесс сушки - наиболее длительный и один из самых энергоемких процессов во всей технологии деревообработки. Поэтому интенсификация процесса сушки, т. е. сокращение ее продолжительности с одновременным сохранением высокого качества высушенной древесины является весьма актуальной проблемой.

Научные разработки последнего времени показывают, что вопросы интенсификации сушки древесины решаются за счет использования сложных материале- и энергозатратных технологий. При разработке новых технологий зачастую древесине отводят роль «черного ящика». Однако, вопросы сушки древесины не являются чисто техническими. Дальнейшее развитие и совершенствование технологии сушки возможно только на основе комплексного подхода к проблеме, т. е. принятие конструкторских, технических и технологических решений необходимо выполнять с учетом особенностей анатомического строения древесины различных пород.

Одним из вариантов эффективного решения проблемы интенсификации процесса сушки древесины, особенно трудносохнущих пород (дуб, бук, лиственница и др.), снижения энергоемкости, повышения качества и исключения брака является способ конвективной сушки древесины после ее предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ, чему и посвящена диссертационная работа. Несмотря на достаточно глубокую разработку общей теории сушки, вопросы сушки древесины с элементами химической обработки были изучены недостаточно.

Создавшееся положение в области теории и технологии сушки древесины твердых, трудносохнущих пород с предварительной химической обработкой потребовало проведения специальных теоретических и экспериментальных исследований, подтвержденных производственными испытаниями предложенной технологии сушки.

Диссертационная работа выполнена в рамках темы «Влияние тепла, влаги и условий хранения на физико-механические свойства натуральной и топляко-вой древесины» Регионального Координационного совета по современным проблемам древесиноведения регистрационный номер № 01.2.00105361.

Цель работы. Интенсификация процесса сушки трудносохнущих древесных пород предварительной химической обработкой растворами гигроскопических веществ.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи теоретических и экспериментальных исследований:

- провести анализ структуры древесины трудносохнущих пород и выявить внутренние резервы повышения ее водопроводносги;

- установить закономерности влияния химической обработки на повышение водо- и влагопроводности проводящих анатомических элементов древесины;

- разработать научно-теоретические основы снижения энергозатратности и продолжительности сушки химически обработанной древесины;

- обосновать основные научно-теоретические положения влияния химической обработки на процессы тепломассообмена, формоустойчивость и прочностные показатели высушенной древесины;

- предложить концепцию интенсификации процесса конвективной сушки предварительной химической обработкой растворами гигроскопических веществ, с ускорением процесса сушки и сохранением прочностных свойств древесины;

- на основе результатов лабораторных и производственных испытаний разработать математическую модель влияния параметров предварительной химической обработки на повышение водо- и влагопроводности древесины;

- внедрить в производство и дать практические рекомендации для использования научных разработок к решению технологических задач интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород.

Объекты исследований. Объектами исследований являлась структура древесины трудносохнущих пород; технология химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ; технология конвективной сушки и физико-механические свойства химически обработанной древесины.

Методы исследований. При выполнении теоретических и экспериментальных исследований были использованы методы: структурного анализа древесины, планирования эксперимента, моделирования и математического анализа и оптимизации процессов.

В основу экспериментальных исследований положен натурный активный эксперимент, выполненный в лабораторных и производственных условиях.

Исследование и решение научно-лрактических задач сопровождалось численными оценками параметров изучаемых процессов тепломассообмена конвективной сушки.

Научная новизна:

- Установлены закономерности повышения водопроводящей способности анатомических элементов древесины трудносохнущих пород, зависящие от условий произрастания в процессе её жизнедеятельности.

- Научно обоснована концепция интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород, отличающаяся позитивным влиянием предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ при атмосферном давлении на проводящую способность анатомических элементов и коэффициент влагопроводности древесины.

- Предложена технология химической обработки, отличающаяся способностью повышения водо- и влагопроводности древесины трудносохнущих пород, защищенная патентом № 2096702.

- Разработана математическая модель влагопроводности химически обработанной древесины, позволяющая численными расчетами с учетом начальной влажности и продолжительности химической обработки обеспечивать максимальные значения коэффициента влагопроводности, и, соответственно, сокращать продолжительность последующей конвективной сушки.

- Экспериментально определены: коэффициент теплопроводности, удел-ная теплоемкость и термическое сопротивление химически обработанной древесины, отличающиеся от аналогичных свойств для необработанной древесины.

- Предложена теория расчета температурных полей при нестационарном теплообмене и методика расчета продолжительности конвективной сушки химически обработанной древесины, отличающиеся от известных учетом влияния параметров предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ на структуру и теплофизические свойства древесины.

- Предложена технология конвективной сушки древесины после предварительной химической обработки, отличающаяся снижением энергозатратности, продолжительности сушки и уменьшением брака по растрескиванию, защищенная патентом № 2263257.

Значение для теории. Установлены: закономерности влияния химической обработки на водопроводящую способность и теплофизические свойства древесины трудносохнущих пород; закономерности физических явлений конвективной сушки химически обработанной древесины, позволившие получить математический аппарат численных расчетов распределения температурных полей, что дало возможность разработать научно-теоретические основы снижения продолжительности и энергозатратности конвективной сушки химически обработанной древесины.

Значение для практики.

- Обоснованы технологические параметры предварительной химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ, позволяющие достигать максимальных значений коэффициента влагопроводности, и, соответственно, сокращать продолжительность последующей конвективной сушки в 1,5...3,0 раза.

- Разработана технология конвективной сушки химически обработанной древесины, позволяющая использовать существующие сушильные камеры, что дает возможность снизить энергозатраты на сушку древесины трудносохнущих пород в 1,2...2,1 раза,

- исключить из технологии камерной сушки энергозатратные процессы начального прогрева и влаготеплообработки древесины;

- повысить качество высушенной древесины за счет снижения величины остаточных внутренних напряжений и повышения формоустойчивости;

- повысить производительность сушильных камер в 1,3...3,0 раза.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Научно-обоснованная концепция практического решения проблемы интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород.

2. Установленные закономерности изменения водопроводящей способности анатомических элементов древесины в зависимости от ее начальной влажности и продолжительности химической обработки.

3. Технология предварительной химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ, существенно повышающая влагопровод-ность древесины трудносохнущих пород.

4. Математическая модель, учитывающая продолжительность химической обработки и начальную влажность древесины дает возможность численными расчетами обеспечивать максимальную влагопроводность древесины трудносохнущих пород.

5. Закономерности изменения теплообмена, теплопроводности, влагопро-водности и влагообмена, определяющие механизм конвективной сушки древесины после химической обработки.

6. Теория расчета распределения температурных полей при нестационарном теплообмене, определяющая механизм и особенности построения режимов конвективной сушки химически обработанной древесины трудносохнущих пород.

7. Технология конвективной сушки древесины трудносохнущих пород после химической обработки, позволяющая исключить начальный прогрев и влаготеплообработку, сократить продолжительность процесса в 1,3...3,0 раза с сохранением прочностных свойств и снизить энергозатраты в 1,2...2,1 раза.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивают: совпадение результатов теоретических исследований и расчетов с данными, полученными при экспериментальных и производственных испытаниях; корректные допущения при замене реальных процессов влагопроводно-сти химически обработанной древесины адекватными математическими моделями; предложенная методика расчета кинетики сушки при нестационарном теплообмене и уточненная методика расчета продолжительности конвективной сушки; позитивные результаты производственных испытаний и внедрение в практику новой технологии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы рассмотрены и одобрены на II международном симпозиуме координационного со-

пета по древесиноведению (Москва, сентябрь 1996 г.), III международном симпозиуме координационного совета по древесиноведению (Петрозаводск, сентябрь 2000 г.), IV международном симпозиуме координационного совета по древесиноведению (Санкт-Петербург, октябрь 2004 г.), на региональном координационном совете по современным проблемам древесиноведения (РКСД) (Москва, октябрь 2005 г.), на ежегодных научно-технических конференциях Воронежской государственной лесотехнической академии (1996-2005).

Реализация работы. Основные результаты работы внедрены в: ООО «Форест-Инвест», п. Мостовской Краснодарского края; ФГУ «Хадыженский лесхоз» г. Хадыженск Краснодарского края; ОАО «НК Роснефть» г. Горячий Ключ Краснодарского края; ООО «Древстрой» г. Воронеж, п. Придонской; ООО «КУБАНЬЭКОТОР» г. Краснодар; ГУП КК «Кубаньэнергорссурс» г. Краснодар.

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы единоличной монографии объемом 8 п. л., в 44 научных статьях и двух патентах, в том числе в 10 изданиях, рекомендованных ВАКом для докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников. Общий объем работы — 280 е., включая 103 рисунка, 25 таблиц, список использованных источников - 179 наименований, в том числе на иностранном я^ыке - 5.

Во введении показана актуальность темы диссертационных исследований, сформулирована их цель и научная новизна, дана краткая аннотация работы и сформулировань! основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе диссертации «Состояние проблемы интенсификации конвективной сушки, цели и задачи исследований» рассмотрены цели и задачи сушки древесины. Установлены основные причины образования брака при сушке. Дана общая классификация факторов влияющих на качество высушенной древесины. Сформулирован ряд основополагающих требовании к'суйшль-ной технике, которые должны соблюдаться как при строительстве, так и при реконструкции имеющихся камер и разработке новых технологий.

Во всех случаях целью сушки является превращение древесины из природного сырья в промышленный материал с коренным улучшением ее физико-технических, технологических и потребительских свойств. В результате сушки должен получаться облагороженный материал, более качественный и ценный, отвечающий многообразным, высоким требованиям, предъявляемым к нему в различных производственных и бытовых условиях.

Процесс сушки - наиболее длительный и один из самых энергоемких во всей технологии деревообработки. В настоящее время отмечаются большие трудности в вопросах сушки древесины трудносохнущих пород. Большая продолжительность сушки, высокая энергозатратность, большое количество брака существенно.влияют на стоимость высушенных пиломатериалов. Поэтому сокращение продолжительности сушки, снижение ее энергозатратности при сохранении качества высушенной древесины всегда были актуальным направле-

нием научных исследований, способствующих решению общей проблемы рационального использования древесных ресурсов.

Проведенная оценка основных промышленных способов сушки древесины показала, что достаточно существенное сокращение продолжительности сушки достигается за счет использования технически сложных и дорогостоящих конструкций сушильных камер (СВЧ, вакуумно-диэлектрических и др.). С точки зрения продолжительности, энергозатратности, качества, разнообразия древесных пород и размерных характеристик материала конвективный способ сушки в настоящее время является одним из самых эффективных. Поэтому представляется целесообразным проведение научных исследований в направлении разработки перспективной, конкурентоспособной и энергосберегающей технологии сушки древесины на основе этого способа.

При разработке новых технологий зачастую древесине отводят роль «черного ящика». Однако, вопросы сушки древесины не являются чисто техническими. Дальнейшее развитие и совершенствование технологии сушки возможно только на основе комплексного подхода к проблеме, т. е. принятие конструкторских, технических и технологических решений необходимо выполнять с учетом особенностей анатомического строения древесины различных пород. Поэтому представляется целесообразным сместить акцент исследований в сторону самого объекта сушки - древесины.

Таким образом, решение крупной научно-практической проблемы интенсификации процесса сушки древесины трудносохнущих древесных пород возможно только на основе комплексного подхода при непременном рассмотрении вопросов, связанных со структурой древесины исследуемой группы пород, процессов тепло- и массообмена и использовании специального аппарата математического обеспечения.

Во втором разделе «Закономерности перемещения влаги в древесине» рассмотрен характер перемещения влаги по древесине и определены внутренние резервы повышения проводящей способности.

Передвижение влаги внутри древесины представляет собой комплекс сложных физико-механических и физико-химических явлений, которые по своей сути и определяют общую продолжительность процесса сушки. Поэтому интенсификация процесса сушки древесины - это, в первую очередь, изыскание новых способов позволяющих увеличить скорость перемещения влаги в самой древесине.

На продвижение влаги в древесине оказывает влияние много факторов. Но главнейшим из всех, несомненно, является структура древесины, ее макро-и микростроение. Поэтому четкое представление о ее анатомическом строении, несомненно позволяет подойти к вопросу повышения водо- и влагопроводно-сти, а, следовательно, и интенсификации процесса сушки.

Продвижение влаги в древесине зависит от внутренних размеров полостей анатомических элементов, от вида пор и их количества. Однако, известно, что признаки анатомического строения по-разному влияют на водопровод-ность. Отмечается большая изменчивость водопроводящей способности древе-

сины, как по признакам, так и в пределах одного биотипа, что необходимо учитывать при проведении процессов сушки и тепловой обработки.

Анализ анатомических элементов, входящих в состав древесины лиственных пород показывает, что все они в большей или меньшей степени участвуют в процессах водопроводности. Наиболее приспособленными и совершенными в плане проведения воды из всех анатомических элементов древесины являются сосуды лиственных пород. Остальные элементы, соприкасаясь с сосудами посредством пор, образуют единую, сообщающуюся водопроводящую систему. Большое влияние на водопроводность лиственных пород оказывает вид перфораций и различные включения в сосудах. У хвойных пород, вследствие однородности их строения, водопроводность зависит от процента ранней древесины, которая выполняет проводящую функцию.

Примерное содержание различных элементов в древесине некоторых пород в процентах от общего объема древесины представлено в таблице 1 и 2.

Сравнительный анализ анатомических элементов и их количества в древесине дуба и ясеня, представленный в таблице 2, показывает, что древесина дуба является более совершенной и более приспособленной в плане проведения воды. Однако, практика сушки свидетельствует о том, что древесина ясеня высыхает вдвое быстрее, чем дуба.

Таблица 1 - Содержание анатомических элементов в древесине некоторых

хвойных пород

Древесная Трахеиды Сердцевин- Вертикальные Пористость,

порода ранние поздние ные лучи смоляные ходы %

Сосна 59 (55-65) 25 (20-30) 12 4 . 68,6

Лиственница 48 (45-55) 40 (35-45) 10 2 58,5

Таблица 2 - Содержание анатомических элементов в древесине некоторых

лиственных пород

Древесные волокна

Древес- Сосуди- Волок- Волокна Древе- Сердце- Порис-

ная по- Сосуды стые нистые либри- синная винные тость.

рода трахеиды трахеиды форма паренхима лучи %

Рассеяннососудистые породы

Бук 25 10 15 18 2,0 30(25-35) 57,5

Осина 40 (30-45) 15 10 24 1,0 10(8-12) 69,6

Береза 25 (20-30) 12 7 39 2,0 15(10-20) 59,5

Кольцесосудистые породы

Ясень 20 6 35 20 5 15 57,5

Дуб 25 5 28 15 2 25 57,2

Древесина рассеяннососудистых пород имеет более однородное строение по годичному слою в сравнении с кольцесосудистыми. Состав и количество анатомических элементов рассеяннососудистых пород на примере древесины бука, березы и осины представлены в таблице 2.

Практика сушки указанных пород показывает, что быстрее всего высыхает древесина осины, поскольку она имеет наибольшее количество сосудов. Сравнительный анализ проводящих элементов древесины бука и березы показывает, что эти породы имеют примерно равное количество проводящих элементов. Однако, продолжительность сушки бука в 1,5...2,0 раза выше, чем березы, за счет наличия у бука спелой древесины.

Установлено, что водопроводящую способность сосуды большинства кольцесосуднстых и ряда рассеяннососудистых пород сохраняют в зависимости от условий произрастания деревьев, от 4 до 12 лет. Утрата водопроводящей способности сосудов происходит по причине закупорки их тилами и экстрактивными веществами. Отсюда следует, что водопроводность древесины лиственных пород может быть существенно увеличена за счет удаления тил и экстрактивных веществ в сосудах, а также цитоплазмы в паренхимных клетках,

Тилы - это элементы паренхимной ткани древесины, имеющей весьма тонкую целлюлозную оболочку, которые закупоривают полости сосудов (рисунок 1). Разрушение тил, частичное вымывание экстрактивных веществ и цитоплазмы паренхимных клеток позволит соединить все проводящие элементы в единую систему.

4 5 3 4 5

а

а - поперечный разрез, ув.200; б - радиальный скол, ув. 40; 1 — годичный слой; 2 — мелкие сосуды; 3 — широкий луч; 4 — тилы; 5 — крупный сосуд Рисунок 1 - Микростроение древесины дуба

Древесина хвойных пород состоит преимущественно из трахеид (таблица 1). Однако, как показывает практика, продолжительность сушки этих пород также различна. Причиной этого является различное соотношение в годичном слое ранних и поздних трахеид. Так, например, у лиственницы процент ранних

трахеид составляет 45...55 % от общего их объема, у сосны - 55.,.65 %. Поэтому у хвойных пород возможно незначительное повышение влагопроводности за счет лишь частичного вымывания смолы и цитоплазмы в паренхимных клетках.

В третьем разделе «Теоретические основы повышения эффективности конвективной сушки древесины химической обработкой» рассматриваются вопросы влияния предварительной химической обработки на структуру древесины и процессы тепломассообмена конвективной сушки.

Вопросами интенсификации процесса конвективной сушки древесины посредством использования гигроскопических растворов занимался ряд ученых: В.И. Малеев, В.А. Баженов Г.С. Шубин, P.E. Милявская, Т.Н. Ломидзе, C.B. Добрынин и др. Сущность описанных в литературе способов можно разделить на химическую сушку в растворах гигроскопических веществ при t >100 °С и пропитку древесины перед конвективной сушкой гигроскопическими растворами в ваннах при атмосферном давлении или непродолжительной выдержки в автоклавах с использованием повышенного давления.

Рассмотренные способы сушки не нашли широкого применения, поскольку имеют существенные недостатки. Химическая сушка позволяет в 2...3 раза сократить продолжительность, по сравнению с традиционной конвективной, однако вследствие длительного воздействия температуры выше t > 100 "С отмечается существенное снижение прочностных свойств и потемнение древесины, при этом глубина пропитки достигает 4 мм.

Предварительная пропитка перед сушкой в открытой ванне протекает сравнительно медленно в течение 5...6 суток, что вызывает необходимость иметь большие площади для их размещения. Использование автоклава сокращает продолжительность пропитки до 2...3 часов, но требует наличия сложного и энергозатратного оборудования. При этом глубина пропитки составляет 4...6 мм, а сокращение продолжительности сушки не превышает 24...30 %.

Пропитка древесины глубиной до 4...6 мм требует увеличения припусков при последующей механической обработке пиломатериалов, высушенных с использованием гигроскопических растворов. Однако дает возможность применять более жесткие режимы и дополнительно сокращать продолжительность сушки на 25...26%.

Несмотря на достаточно глубокую разработку общей теории сушкн, имеющиеся результаты по сушке древесины с элементами химической обработки весьма незначительны и разрозненны. Существующие теоретические основы сушки древесины с использованием гигроскопических растворов не учитывают влияния тепловой обработки на проводящие элементы древесины. Имеющиеся математические и физические модели не учитывают в полной мере комплексное влияние различных факторов на древесину в процессе химической обработки и последующей конвективной сушки. Поэтому целью теоретических исследований данной работы являлось углубление и расширение представлений о влиянии химической обработки на структуру древесины и процессы тепломассообмена при конвективной сушки.

Особенности любого процесса сушки и его механизм определяются главным образом характером влагопереноса, т. е. перемещения влаги внутри материала, которое может происходить под действием градиентов влажности, температуры и избыточного давления. Отсюда следует, что интенсификация процесса сушки древесины — это, изыскание новых способов, позволяющих увеличить скорость перемещения в чаги в самой древесине.

Автором предложен способ предварительной химической обработки, который отличается от уже рассмотренных ранее и лишен отмеченных недостатков. Сущность его заключается в тепловой обработке древесины при температуре кипения раствора в течение не более 3 часов. Глубина пропитки растворами гигроскопических веществ составляет менее 1 мм, что достаточно для проведения качественной сушки.

В процессе тепловой обработки свободная влага в полостях клеток вскипает и превращается в пар. Но поскольку быстрый выход пара из древесины затруднен, то в ней образуется избыточное парциальное давление паровоздушной смеси по отношению к атмосферному. Этого совместного воздействия температуры и давления достаточно для разрушения тил, вымывания экстрактивных веществ и цитоплазмы паренхимных клеток.

Пропитка поверхности древесины гигроскопическим раствором позволяет использовать известное свойство растворов. Если поверхностные слои древесины содержат раствор, а внутренние чистую воду, то упругость пара в поверхностных слоях будет меньше упругости пара внутренних. Это будет способствовать ускорению продвижения влаги изнутри к поверхности под действием разности парциальных давлений (рисунок 2).

1 2

\Л/др>\Л/пн

1 — натуральная древесина; 2 — древесина, пропитанная гигроскопическим

раствором; 8 - толщина материала; ср - относительная влажность воздуха;

>Удр - влажность древесины; - предел насыщения; Рдпр - давление пара в

древесине; Р°б- парциальное давление пара в древесине, пропитанной гиг-

роскопическим раствором

Рисунок 3.1 - Распределение парциального давления пара в химически обработанной древесине

Пропитка древесины растворами гигроскопических веществ позволяет повысить интенсивность движения влаги, за счет дополнительной движущей силы влагопереноса

ас

1 = -с- — , (I)

ах

где с - коэффициент влагопереноса под влиянием градиента концентрации раствора гигроскопического вещества ^• Отсюда логично будет предположить, что интенсивность данного вида влагопереноса в древесине будет зависеть от концентрации раствора и его способности понижать парциальное давление пара. Движение влаги в обработанной древесине направлено в сторону увеличения концентрации раствора, т. е. к поверхности.

Особенность процесса конвективной сушки химически обработанной древесины определяется характером перемещения влаги внутри материала под действием градиента влажности и парциального давления. В этом случае уравнение влагопереноса имеет вид:

йи ас

1~-а ' Р0~~, с ~г~ ■ (2)

ах ах

Испарение влаги с поверхности древесины протекает в процессе конвективной сушки интенсивно. При этом поверхность быстро достигает равновесной влажности со средой и интенсивность перемещения влаги из центра к поверхности замедляется, до полного прекращения. Методы борьбы с этим явлением — периодическое увлажнение поверхности древесины или использование режимов с повышенной относительной влажностью агента сушки.

Пропитка древесины раствором хлорида натрия позволяет уменьшить интенсивность испарения влаги с поверхности материала, поскольку раствор высыхает медленнее, чем растворитель. Концентрация раствора при испарении растворителя (влаги) постепенно повышается, что еще более сдерживает испарение влаги с поверхности, а, следовательно, способствует более равномерному распределению влаги по сечению материала, что в свою очередь препятствует возникновению локальных растягивающих напряжений.

Одним из основных факторов оказывающим наиболее существенное влияние на влагопроводность древесины является температура. В процессе конвективной сушки подвод тепла осуществляется влажным воздухом при а < оо, характеризующимся значением (р < 1. При этом в пограничном слое в виде элемента термического сопротивления возникает заметная разность температуры Д1 (рисунок 3), которая и определяет интенсивность теплообмена между средой и телом.

Неглубокая пропитка древесины гигроскопическим раствором позволяет замедлить процесс испарения влаги, тем самым поддерживать более высокую влажность на поверхности, что обеспечит больший перепад температуры Д1, а, следовательно, и интенсивность теплообмена на протяжении всего процесса (рисунок 3, б). В процессе конвективной сушки поверхностные слой древесины довольно быстро достигают равновесной влажности. При этом температура по-

верхности материала стремится к температуре среды. Величина = (:с- 1„ уменьшается и, соответственно, интенсивность теплообмена снижается. Внутрь древесины подводится недостаточно тепла и процесс сушки замедляется, несмотря на наличие психрометрической разности и то, что влажность внутри

а - конвективная сушка; б — конвективная сушка после предварительной химической обработки; 1,2- кривые распределения температур при удалении свободной влаги; 3, 4 - кривые распределения температур при удале-нин связанной влаги; Б - толщина материала; - температура среды; Ц -начальная температура древесины; - температура поверхности древесины Рисунок 3 — Характер кривых последовательного распределения температур при теплообмене плоского тела в условиях регулярного режима

Очевидно, чтобы сократить общую продолжительность сушки, необходимо избавиться от пассивных периодов, соответствующих минимальным значениям Д1. Достичь этого возможно, если повысить влажность поверхности материала в процессе сушки.

Пропитка древесины гигроскопическим раствором повышает теплопроводность и снижает термическое сопротивление поверхностного слоя. Более высокая теплопроводность пропитанного, поверхностного слоя способствовует и более интенсивному перемещению тепла во внутренние слои древесины, тем самым дополнительно стимулирует процесс фазового перехода жидкости в пар и сокращает общую продолжительность процесса сушки. Поэтому для поддержания высокой скорости сушки необходимо поддерживать перепад температуры и распределение температуры в древесине при нестационарном теплообмене на заданном уровне.

В результате предварительной химической обработки на поверхности древесины образуется тонкий слой в виде «оболочки» теплофизические свой-

ства которого имеют существенные отличия от теплофизических свойств натуральной древесины. В условиях нестационарного прогрева древесины тепловые процессы могут быть сведены к расчетной схеме двухслойной пластины (рисунок 4).

Аналитические пути определения нестационарного распределения температуры в двухслойной пластине основаны на решении дифференциального уравнения в частных производных для конвективного теплообмена. Характер распределения температуры Т(х,т) по толщине древесины в произвольный момент времени показан на рисунке 4, причем для температуры необработанной

аь с,, рь Х2, а?, сг, р2 — коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, удельная теплоемкость, плотность древесины соответственно не-пропитанной и пропитанной хлоридом натрия; Тс - температура среды; Тнач -начальная температура материала; а — коэффициент теплообмена; Ь, — толщина пропитанного слоя; Ь2 - толщина не пропитанной древесины; Т - температура слоя, пропитанного гигроскопическим раствором; Тм - температура непропитанной древесины

Рисунок 4 — Расчетная схема древесины с поверхностным слоем, пропитанным гигроскопическим раствором

Если принять коэффициенты теплопроводности X и температуропроводности а оболочки постоянными, с учетом малой толщины, то распределение температуры по ее толщине будет описываться линейным уравнением теплопроводности

дТ(х,т) д2Т(х,т) —1—1 = а--—^ (3)

дт дх2

где а ~ -

с-р

с граничными условиями первого рода

лЩы1+ах[ПИ,г)-тс)} = о,

Эх , ЭТ(0,Г)

' дх

. дТ(0,т) п

дт

или Т(1ц,т) ~ Тс. За начальное условие принимается Т (х, 0) = Г„. Сформулированная задача решается операционным методом. После преобразования получается

(5)

(6)

Т(х,т)

ШТсХ

Я._ £

2 эти

Я«' /1=1 /'и • Вг-(Гс! ~тнач)

со $рп-х + К- -——

/'л

(7)

соэ,«й(1

где

Га = —---критерии Фурье;

2п=В1-К-цгп + {в1+К-Мп)-р„'1*трп

Из формулы (7) нетрудно получить выражение для температуры древесины, положив х = 0.

В начальный период процесса сушки температура внутри древесины равна начальной (Тс2 - Тнач). Тогда температуру древесины можно определить из формулы

Тнач ) Мп ' ^п

Для определения температуры древесины, пропитанной хлоридом натрия можно использовать соотношение

(8)

Т -Т 1с 1нач

где

Г„ =1-^+11 +

К 21 уп

сози„

и V, - корни характеристического уравнения

В1-К-V2

=-.

1/(1 + КВГ)

Определить температуру древесины TJx) в любой временной отрезок времени можно из соотношения (8) при х = 0.

(10)

*■ с * нач n=l vn'*n

' Pi '

С ростом параметра К --доля тепла, аккумулированная «обо-

с, • р, • А,

лочкой», уменьшается и играет лишь роль термического сопротивления, и расчет ведется по формуле

(21)

с * нач

При достаточно интенсивном теплообмене (Bi >10) в процессе тепловой обработки древесины (период начального прогрева при <р ~ 1,0) условие T(h,x) = Тс (граничное условие III рода) заменяется равенством Т(И,т) = Тс (граничное условие I рода). В формулах (8) — (10) это соответствует переходу к Bi —* со. Расчет температуры древесины ведется по формуле (10), но коэффициенты ряда теперь равны

й' 2sinv'n

"п ~ I I , >

vn + sin vn COS v„

а значение v'n можно найти из решения характеристического уравнения

ctgv = Kv. (J2)

По мере высыхания древесины «оболочка» начинает оказывать слабое сопротивление распространению теплового потока и распределение температуры по толщине древесины выравнивается. Если величина критерия Bi < 0,1, а К > 10, то «оболочка» поглощает малое количество тепла и древесина будет являться аккумулятором тепла. Расчет ее температурного состояния в этом случае можно вести по формуле

__а^т_ m-F0

тс ~тм(.т) _с cyP1hi+c2 P2 f>2 =е~ 1+К m)

Т -Т 1 с 1 нач

Приведенные в работе теоретические исследования распределения температурных полей углубляют представления о тепловых процессах сушки химически обработанной древесины, позволяют разработать методику расчета распределения температурных полей при нестационарном теплообмене и обосновать механизм конвективной сушки химически обработанной древесины.

В четвертом разделе «Экспериментальные исследования влияния химической обработки на интенсификацию процесса конвективной сушки и качество древесины» излагаются результаты экспериментальных исследований влияния предварительной химической обработки на структуру проводящих элементов, распределение влагосодержания и температуры материала в процессе конвективной сушки и физико-механические свойства древесины.

Гигроскопические вещества, применяемые для сушки древесины в их водных растворах, необходимо выбирать, руководствуясь следующими соображениями: вещество должно обеспечивать значительное понижение давления пара над раствором; температура кипения раствора должна превышать температуру кипения воды и иметь небольшую растворимость; необходимо также учитывать, экономическую и экологическую целесообразность применяемых солей. В работе был использован хлорид натрия, как достаточно полно удовлетворяющий перечисленным требованиям.

Экспериментально установлено, что на глубину проникновения раствора большое влияние оказывает начальная влажность древесины. Результаты исследований показывают, что при температуре кипения раствора и начальной влажности древесины свыше 40...45 % глубина пропитки не превышает 0,15...0,25 мм в ядровой части и 0,4...0,5 мм в заболони. При начальной влажности древесине менее 35 % глубина проникновения раствора в древесину возрастает в ядровой части до 1,0 мм, а заболонь несколько более.

Экспериментальные исследования по определению влияния химической обработки на структуру древесины были проведены на древесине дуба.

Тепловая обработка древесины в течение 3 часов приводит практически к полному разрушению тил, очищению сосудов (рисунок 5, в и 6) и паренхимных клеток (рисунок 5, г). При менее длительной тепловой обработке древесины ти-лы или их остатки, экстрактивные вещества в той или иной мере сохраняются в зависимости от ее продолжительности.

а б в г

а, в - поперечный разрез до и после обработки; б, г — радиальный разрез до и после обработки; 1 - годичный слой; 2 - мелкие сосуды; 3 - сердцевинный луч; 4 - крупные сосуды; 5 - тяжи древесной паренхимы; 6 - тилы Рисунок 5 - Микростроение древесины дуба, ув. 200

Для аналитического расчета продолжительности сушки древесины необходимо знать численные значения коэффициента влагопроводности. Поэтому в

работе методом стационарного тока влаги были определены значения коэффициента влагопроводности химически обработанной древесины некоторых труд-иосохнущих пород и представлены в виде графика (рисунок 7).

Экспериментально установлено, что предварительная обработка повышает влагопроводиость древесины в 1,3...3 раза. Установлено, что в области ниже точки насыщения волокна коэффициент влагопроводности химически обработанной древесины изменяется с изменением влажности весьма незначительно и может приниматься при неизменной температуре постоянным.

а б

а - до химической обработки; б - после химической обработки в течение 3 часов; 1 - сосуд; 2 — луч; 3 — тилы

Рисунок б - Микроструктура древесины ядра дуба, ув. 40

ш «

Ь

•в- о §3

20

10 8 6 5 4 3 2

1

0.8 0.6 0.5

1 /

' \ \

1 2 3 4

10 20 , 30 4 0 50 6 0 70 80 90 Темпеоатуоа 1. "С

120

1 — ясень; 2 - бук; 3 — дуб; 4 - лиственница

Рисунок 7 — Расчетная диаграмма средних коэффициентов влагопроводности некоторых древесных пород в тангенциальном направлении после химической обработки

Для достижения максимальных значений коэффициента влагопроводно-сти посредством химической обработки в зависимости от начальной влажности древесины, температуры раствора и продолжительности обработки, были проведены исследования по методике математического планирования и обработки результатов экспериментов. Выполнен регрессионный анализ и разработаны математические модели, влагопроводности химически обработанной древесины трудносохнущих пород (У) в двух температурных интервалах в зависимости от продолжительности химической обработки Х| и начальной влажности древесины х2:

Температура среды 10...40 °С:

У = а0 +ах ■ х,4 +а2-х\. (14)

Температура среды 50...90 °С:

Г = а0+а1 ■х| + а2 -х2-

(15)

Предварительная химическая обработка видоизменяет механизм переноса влаги в древесине. Потенциал переноса влаги в данном случае может наблюдаться и тогда, когда влажность по всему сечению материала выше предела его гигроскопичности. Экспериментально установлено, что в процессе сушки интенсивность передвижения влаги у химически обработанной древесины выше, а интенсивность ее испарения ниже, чем у необработанной. Это способствует более равномерному распределению влажности по толщине у химически обработанной древесины, которое сохраняется на всем протяжении процесса сушки (рисунок 8, а), тем самым способствует образованию небольших внутренних напряжений.

5

1 2 з а Продолжительность сушки т

12 3 а

Продолжительность сушки т

а - после химической обработки; б - без химической обработки; - начальная влажность материала; \УП01!, - влажность поверхности и центра материала; - равновесная влажность; Wn.ii. - влажность предела насыщения; а - момент окончания сушки

Рисунок 8 - Характер изменения влажности древесины в процессе конвективной сушки

Экспериментально установлено, что у химически обработанной древесины при конвективной, сушке поддерживается достаточно большой перепад температуры Д1 между поверхностью материала и средой. Отмеченный перепад температуры Дt сп особствует более интенсивному теплообмену и позволяет дополнительно стимулировать ток влаги в материале (рисунок 3). Интенсивность убыли влаги с поверхности на всем протяжении процесса сушки носит более равномерный и стабильный характер.

Экспериментально установлено влияние химической обработки на основные физико-механические свойства древесины.

Исследование механизма образования и закономерностей развития внутренних напряжений совершенно необходимо для построения оптимальных режимов и правильного ведения процесса сушки, а также для характеристики качества высушенной древесины. Внутренние остаточные напряжения в древесине после камерной сушки с предварительной химической обработкой меньше, чем напряжения в древесине без обработки и значительно меньше допустимых, равных для древесины дуба сяоп =5,6 МПа (стдип = 0,7 • сг, где а - предел прочности на разрыв поперек волокон; для дуба а ~ 8 МПа) (рисунок 9).

Экспериментально установлено, что предварительная химическая обработка не повышает сорбционную способность древесины в условиях эксплуатации изделий в помещении при относительной влажности воздуха Ф < 0,7 ± 0,05. Некоторое повышение влагопоглощеиия поверхностью обработанной древесины при <р ~ 1,0 не вызывает увеличения ее размеров, поскольку эта влага поглощается не за счет центров адсорбции древесины, а за счет центров адсорбции хлорида натрия на поверхности древесины. Это подтверждается более меньшим разбуханием древесины, обработанной хлоридом натрия при ее нахождении в среде влажного воздуха ниже, чем у необработанной древесины. При этом формоустойчивость изделий выше, чем у изделий из древесины, высушенных без химической обработки.

Исследованием установлено, что химическая обработка не оказывает существенного влияния на механические свойства древесины. Прочность на сжатие вдоль волокон и статическая твердость у химически обработанной древесины хвойных и рассеяннососудистых пород понижается незначительно, а у кольцесосудистых даже на 2...4 % выше, чем у необработанной древесины. Незначительное снижение прочности на 2...4 % отмечается у химически обработанной древесины при скалывании вдоль волокон и статическом изгибе. Указанное незначительное снижение вызвано воздействием повышенной температуры в процессе химической обработки.

В работе были определены теплофизические свойства древесины, пропитанной хлоридом натрия которые отличаются от общеизвестных для натуральной. Эти показатели необходимы для аналитического расчета распределения температурных полей при нестационарном теплообмене.

Результаты исследований показали, что пропитка хлоридом натрия повышает коэффициент теплопроводности древесины. Так, наибольшее влияние

было отмечено на древесину кольцесосудистых пород, несколько меньшее рас-сеяннососудистых и самое наименьшее хвойных пород.

МПа

5 4 3

г 1

0

1

г[ '

Д г

В.ГПз

0.7 0.5 0.5 0.4

1

1

/

1 1 /<

, 1 //

1 чтг т®"1 1 11 1/ Мл!

т М- ^АЦ., II. / 5 ! е 7

\ 7

„

Е \^

1 2 3

0,006

0,003

0,004

0,003

0,001

0,001

0,00

0,00!

0.002

5 10 15 го 25

Толщина Э, мм

10 16 10 25 30 35 33 Толщина Б. мм

а - без химической обработки, толщина 32 мм; б — после химической обработки, толщина 40 мм; о, е - кривые напряжений и относительных деформаций; Е — модуль упругости

Рисунок 9 - Эпюра остаточных напряжений в дубовой доске после камерной сушки

Установлено, что независимо от группы пород величина коэффициента теплопроводности натуральной древесины при влажности 55 % и выше практически совпадает.

Для определения коэффициента теплопроводности древесины пропитанной хлоридом натрия поперек волокон необходимо ввести дополнительный поправочный коэффициент Кс (рисунок 10), учитывающий концентрацию раствора и особенности структурного строения древесины, влияющие на количество поглощенной ею соли

^об ~

■К,

• Кх • .

(16)

Установлено также, что пропитка древесины хлоридом натрия понижает ее удельную теплоемкость и термическое сопротивление. Так, для древесины кольцесосудистых пород снижение термического сопротивления в абсолютно сухом состоянии составляет 25 %, для рассеяннососудистых и хвойных - 20 %.

Влажность "оболочки" \Л/об, %

1 - кольцесосудистые; 2 — рассеяннососудистые; 3 — хвойные породы Рисунок 10 - Значение коэффициента/^, учитывающего влияние концентрации

хлорида натрия

Соб кДж/(кг°С)

30 40 50 60 70 Температура I °С

80 90 100

Рисунок 11 — Удельная теплоемкость древесины, пропитанной хлоридом натрия

Предварительная химическая обработка позволяет сократить продолжительность последующей атмосферной сушки древесины твердых лиственных пород до влажности 20...22 % в 2,0...3,0 раза, хвойных — в 1,2... 1,3 раза. Раствор хлорида натрия обладает также антисеп-тирующим свойством и повышает стойкость древесины к грибным повреждениям.

В пятом разделе «Практическая значимость и энергозатраты конвективной сушки химически обработанной древесины» разработана методика расчета кинетики сушки химически обработанной древесины, обоснован механизм конвективной сушки, разработаны основы технологии предварительной химической об-

работки и последующей конвективной сушки, проведен анализ энергозатратности и экономической эффективности предложенной технологии, приведены результаты производственных испытаний.

При традиционной конвективной сушке переход с одной ступени на другую обоснован состоянием высушиваемого материала, т.е. его текущей влажности, величиной полных внутренних напряжений. Для процесса конвективной сушки химически обработанной древесины установлены новые значения переходной влажности 20 % и 14 % (рисунок 12).

Wh

30

20 14

Wk

Продолжительность сушки т

1 - без химической обработки; 2 - после химической обработки; W„ - начальная влажность древесины; W„ - конечная влажность древесины; I, II, III - первый, второй и третий этапы сушки

Рисунок 12 - Характер кривых конвективной сушки древесины

Для рекомендации предложенной технологии в производство, был проведен сравнительный расчет ее энергозатратности по сравнению с традиционной конвективной сушкой. В таблице 3 представлен анализ энергозатратности предложенной технологии сушки, который показывает, что предварительная химическая обработка снижает энергозатраты камерной сушки в 1,2 раза, а при использовании атмосферно-камерной сушки в 2,1 раза.

Экономический эффект от внедрения предложенной технологии составляет 739 руб на I м3.

На рисунке 13 представлены кривые конвективной сушки древесины дуба, построенные по результатам опытных сушек с использованием предварительной химической обработки и без обработки. Атмосферно-камерная сушка проводится в два этапа. На первом этапе происходит атмосферная сушка химически обработанной древесины до влажности 20...22 %, на втором этапе камерная сушка до заданной конечной влажности (кривая 3 рисунок 13).

При длительном хранении высушенную древесину рекомендуется хранить в закрытых помещениях с относительной влажностью воздуха не превышающей 75 %. В противном случае необходимо удалить поверхностный, про-( питанный химическим раствором слой путем острожки.

Таблица 3 - Анализ энергозатратиости сушки древссины дуба

Энергозатратность и расход энергоносителей

на 1 м

Еди- Конвективная сушка Конвективная Конвективная

Вид ница после предваритель- сушка после сушка без

энергозатрат изме- ной химической об- предваритель- химической

рения работки и атмосфер- ной химиче- обработки

ной подсушки ской обработки

Предварительная хими- кВт 357 357 —

ческая обработка 313 313

в том числе расход

пара кг/м3 221,8 221,8 ...

145,6 145,6

Конвективная сушка кВт 227,2 644,8 1204,5

в том числе расход:

теплоносителя

электроэнергии кВт 179,6 527 907

кВт 47.6 117,8 297.5

Общий расход пара КГ/м3 526,8 1117,2 1540,8

450.6 1041

Продолжительность од- сут 0,2+ 8-10+4,11 0,2+10,1 25.5

ного оборота

Полные энергозатраты кВт 584,2 1001.8 1204,5

540,2 957,8

* В числителе приведены 'значения расхода тепла при одноразовом использовании химического раствора, а в знаменателе средние ¡начеши! расхода тепла при его трехкратном использовании.

60

о 5 10 15 20 25 30

Продолжительность сушки, т

1 - камерная сушка после химической обработки; 2 - камерная сушка без химической обработки 3 - атмосферно-камерная сушка после химической обработки

Рисунок 13 — Кривые конвективной сушки древесины дуба толщиной 50 мм

Технологическая схема организации работ по проведению предварительной химической обработки и последующей конвективной сушки приведена на рисунке 14. ' ' ' ■>■.■•■

сформированный из химически обработанной древесины; 5 - атмосферная сушка; б — камерная сушка

Рисунок 14 — Технологическая схема конвективной сушки древесины после предварительной химической обработки

{

Основные выводы и рекомендации

1. Интенсификация процесса сушки, т. е. значительное сокращение её продолжительности с сохранением качества высушенной древесины является весьма актуальной научно-практической проблемой. Дальнейшее совершенствование существующих и разработка новых конкурентоспособных технологий возможны только на основе комплексного подхода к проблеме, с учетом структуры древесины и изменения ее свойств в процессе сушки, направленных на сокращение продолжительности сушки, снижение ее энергозатратности и сохранение качества высушенной древесины.

2. Анализ структуры древесины позволил автору, расширить теоретические основы причин снижения проводящей способности анатомических элементов древесины трудносохнущих пород в онтогенезе, выявить внутренние резервы повышения водо- и влагопроводности.

3. Экспериментально установлено, что проводящая способность может быть увеличена в древесине лиственных пород за счет удаления тил и экстрактивных веществ в сосудах, а также цитоплазмы в паренхимных клетках, у хвойных пород за счет частичного вымывания смолы и удаления цитоплазмы в паренхимных клетках.

4. Предложена технология химической обработки в результате которой повышается водопроводящая способность древесины за счет дополнительного понижения парциального давления пара и увеличения концентрации раствора в пропитанном поверхностном слое. Наибольшее влияние химическая обработка оказывает на древесину кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.), несколько меньшее рассеяннососудистых (бук, береза и др.) и самое наименьшее хвойных (лиственница, сосна и др.).

5. Глубина пропитки древесины трудносохнущих пород хлоридом натрия при температуре кипения раствора для камерной сушки составляет 0,15...0,25 мм. Для атмосферной сушки глубина пропитки должна составлять 0,8... 1,0 мм.

6. Определены коэффициенты влагопроводности химически обработанной древесины, на основе математической модели и экспериментальных исследований, Установлено, что химическая обработка повышает коэффициент влагопроводности древесины трудносохнущих пород и, соответственно, сокращает продолжительность сушки в 1,3...3,0 раза.

7. Исследовано распределение влажности и температуры у химически обработанной древесины в процессе сушки. Кривые влажности характеризуются более равномерным распределением влаги по толщине материала. Кривые сушки характеризуются более стабильной и равномерной интенсивностью убыли влаги независимо от ее формы. Процесс конвективной сушки характеризуется большим градиентом температуры и более существенным перепадом температуры Д1 между поверхностью древесины и средой у химически обработанной древесины по сравнению с необработанной.

8. Экспериментально установлено влияние химической обработки на основные физико-механические свойства древесины: внутренние остаточные напряжения в древесине в два раза меньше, чем напряжения в древесине без обработки; сорбционная способность остается неизменной в условиях эксплуатации изделий в помещении при относительной влажности воздуха ф < 0,7 ± 0,05; разбухание обработанной древесины ниже, чем у необработанной; повышается формоустойчивость изделий; древесина при длительной выдержке не коробится и не растрескивается; прочность на сжатие вдоль волокон и статическая твердость у химически обработанной древесины хвойных и рассеяннососудистых пород понижается незначительно, а у кольцесосудистых на 2...4 % выше, чем у необработанной; незначительное снижение прочности на 2...4 % отмечается при скалывании вдоль волокон и статическом изгибе.

9. Пропитка хлоридом натрия повышает коэффициент теплопроводности особенно древесины кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.), несколько меньшее рассеяннососудистых (бук, береза и др.) и самое наименьшее хвойных пород (лиственница, сосна и др.), понижает удельную теплоемкость и термическое сопротивление.

10. Предварительная химическая обработка сокращает продолжительность последующей атмосферной сушки древесины твердых лиственных пород до влажности 20...22 % в 2,0...3,0 раза, хвойных - в 1,2... 1,3 раза.

11. Предложена технология конвективной сушки древесины после химической обработки, исключающая энергозатратный начальный прогрев и влаго-

теплообработку. Целесообразным является проведение атмосферной сушки химически обработанных пиломатериалов до влажности 20...22 % и последующей камерной сушки до заданной конечной влажности.

12. Предварительная химическая обработка снижает энергозатраты камерной сушки в 1,2 раза, а при использовании атмосферно-камерной сушки в 2,1 раза.

13. Экономический эффект от внедрения предложенной технологии составляет 739 руб на 1 м3.

14. Древесина, высушенная по предложенной технологии, может быть использована в производстве без каких-либо ограничений.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Курьянова, Т. К. Сушка древесины и ее качество после предварительной химической обработки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Изв. вузов. Лесн. журн. - 2004. - № 6. - С. 52-56.

2. Курьянова, Т. К. Сушка твердых лиственных пород с предварительной химической обработкой [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский II Изв. вузов. Лесн. журн. - 2004. - № 4. - С. 58-63.

3. Курьянова, Т. К. Эффективная химическая обработка подлежащих сушке пиломатериалов из древесины твердых пород [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский // Деревообраб. пром-сть. - 2004. - № 6. - С. 22-24.

4. Курьянова, Т. К. Технология сушки древесины дуба с предварительны^ химической обработкой [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов / Изв. вузо^^ Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2004. — № 9. - С. 177-179.

5. Платонов, А. Д. Исследование влагопроводности древесины после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. — 2005. — № 2. — С. 56-63

6. Платонов, А. Д. Влияние предварительной химической обработки на эффективность конвективной сушки [Текст] / А. Д. Платонов // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2005. - № 2. - С. 115-116.

7. Курьянова, Т. К. Влияние химической обработки на тепловые процессы конвективной сушки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Изв. вузов Санкт-Петербург, лесотехн. акад. - 2005. - № 173. - С. 110-117.

8. Курьянова, Т. К. Физико-механические свойства древесины после химической обработки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, А. В. Киселева // Деревообраб. пром-сть. - 2005. - № 4. - С. 11-13.

9. Платонов, А. Д. Интенсификация атмосферной сушки пиломатериалов [Текст] / А. Д. Платонов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2005,—№ 018. — С. 3-6.

10. Платонов, А. Д. Качество сушки твердых лиственных пород после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2005. - № 2.

- С. 64-67. ^

Монографии

11. Платонов, А. Д. Структура и физико-механические свойства химически обработанной древесины трудносохнущих пород [Текст] : монография / А. Д. Платонов. — Воронеж, 2005. — 125 с.

Статьи и материалы конференций

12. Курьянова, Т. К. Коэффициенты влагопроводности древесины дуба мореного [Текст] / Т. К. Курьянова, В. В. Воронин, А. Д. Платонов // Строение, свойства и качество древесины — 96 : тр. 2 междунар. снмп. -Москва-Мытищи : МГУЛ, 1996.-С. 61-62.

13. Пат. 2096702 РФ, МПК 6 Б 26 В 3/04. Способ сушки дубовых заготовок [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. В. Воронин, А. О. Сафонов ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 95112874/06 ; заявл. 20.07.95 ; опубл. 20.11.97, Бюл. №32.-6 с.

14. Влияние способа обработки на сорбцию древесины дуба мореного [Текст] / Т. К. Курьянова, А. В. Киселева, А. Д. Платонов, В. В. Воронин // Вестник Центрально—Черноземного отделения наук о лесе Академии естественных наук Воронежской государственной лесотехнической академии. - Воронеж, 1998.-Вып. 1,-С. 298-300.

15. Курьянова, Т. К. Сорбционная способность древесины дуба мореного после химической сушки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Строение, свойства и качество древесины — 2000 : тр. 3 междунар. симп., Петрозаводск, 11-14 сент. 2000 г. - Петрозаводск, 2000. - С. 138-141.

16. Курьянова, Т. К. Изменение гигроскопичности и разбухания древесины дуба мореного после химической сушки и длительного хранения [Текст] / Т.

кК. Курьянова, А. В. Киселева, А. Д. Платонов // Восстановление лесов, ресурсо-"и энергосберегающие технологии лесного комплекса : материалы межвуз. на-уч.-практ. конф., посвящ. 70-летию ВГЛТА, Воронеж, 27-29 сент. 2000 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2000. - С. 309-311.

17. Платонов, А. Д. Интенсификация процесса переноса влаги в древесине дуба мореного [Текст] / А. Д. Платонов, А. В. Киселева // Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модифицирования древесины : материалы междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 13-16 июня 2000 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2000. - Т. 2. - С. 182-185.

18. Курьянова, Т. К. Химическая сушка древесины [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Лес и молодежь ВГЛТА : материалы юбилейной науч. конф. молодых ученых, посвящ. 70-летию ВГЛТА / ВГЛТА. - Воронеж, 2000. -С. 142-144.

19. Платонов, А. Д. Особенности развития относительной деформации древесины после СВЧ-сушки [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова, А. В. Киселева // Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модифицирования древесины : материалы междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 13-16 июня 2000 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2000. - Т. 2. - С. 193-195.

20. Курьянова, Т. К. Интенсификация процесса сушки древесины [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Современные технологические процессы получения материалов и изделий из древесины : материалы Всерос. науч.-техп.

конф. с междунар. участ., Воронеж, 17-19 сент. 2001 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2001.-С. 216-218.

21. Курьянова, Т. К. Окраска древесины дуба мореного [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Технология и оборудование деревообработки в 21 веке : сб. науч. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2001. - С. 115-116.

22. Платонов, А. Д. Сравнительный анализ некоторых способов сушки древесины [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова // Вестник ЦентральноЧерноземного отделения наук о лесе Академии естественных наук Воронежской государственной лесотехнической академии. — Воронеж, 2002. - Вып. 4, ч. 2.-С. 12-15.

23. Глубина пропитки древесины в зависимости от предварительной химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова, А. И. Шишкано-ва, Н. В. Саликова И Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2002. — Вып. 7.4. — С. 109121.

24. Кривые сушки и характер распределения влажности по сечению пиломатериалов после предварительной химической обработки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, И. А. Пятков, С. В, Бабенков // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. -Воронеж, 2002.-Вып. 7.4.-С. 105-109.

25. Исследование физико-механических свойств дуба после предварительной химической обработки [Текст] / И. С. Веревкина, Т. В. Дубинина, А. Д. Платонов [и др.] // Лес. Наука. Молодежь - 2003 : сб. материалов по итогам на^^ уч.-исслед. работы молодых ученых за 2003 г., посвящ. 90-летию П. Б. Раскато^^ ва/ВГЛТА. - Воронеж, 2003.-С. 328-330. '.

26. Курьянова, Т. К. Интенсификация процесса сушки древесины твердых лиственных пород [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов Н Лес и молодёжь ВГЛТА : материалы юбил. науч. внутривуз. конф. молодых ученых ВГЛТА / ВГЛТА. - 2003. - С. 242-245.

27. Платонов, А. Д. Влияние предварительной химической обработки на влагопроводность древесины [Текст] / А. Д. Платонов // Лес. Наука. Молодежь

- 2003 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2003 год, посвящ. 90-летию со дня рождения проф. П. Б. Раскатова / ВГЛТА. -Воронеж, 2003. - С. 328-330.

28. Платонов, А. Д. Влияние хлорида натрия на теплопроводность древесины [Текст] / А. Д. Платонов Н Лес. Наука. Молодежь - 2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых ВГЛТА за 2004 г., посвящ. 75-летию со дня рождения проф. А. В. Веретенникова / ВГЛТА. — Воронеж, 2004.

- С. 246-249.

29. Изменение микроструктуры древесины дуба после тепловой и химической обработки [Текст] / И..С. Веревкина, Т. В. Дубинина, Н. Е. Косиченко, А. Д. Платонов // Лес. Наука. Молодежь - 2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2004 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. — С. 210-213.

30. Платонов, А. Д. Интенсификация атмосферной сушки древесинь^^ [Текст] / А. Д. Платонов // Интеграция науки, образования и производства для^^

развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса : материалы Все-рос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Воронеж, 28-30 июня 2004 г. / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - С. 208-210.

31. Курьянова, Т. К. Влияние хлорида натрия на теплофизические свойства древесины [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Строении, свойства и качество древесины - 2004 : тр. 4 междунар. симп., 13-16 окт. 2004 г. - СПб. : СПб ГЛТА, 2004. - Т. 2. - С. 279-282.

32. Платонов, А. Д. Интенсификация процесса сушки трудносохнущих древесных пород [Текст] / А. Д. Платонов // Актуальные проблемы лесного комплекса : сб. науч. тр. по итогам 5-ой междунар. науч.-техн. конф. / БГИТА.

- Брянск, 2004. - С. 240-242.

33. Платонов, А. Д. Анализ факторов определяющих качество сушки древесины [Текст] 1 А. Д. Платонов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. -Вып. 9. -С. 185-187. '

34. Платонов, А. Д. Влияние гигроскопических растворов и условий химической обработки на конвективную сушку древесины [Текст] / А. Д. Платонов ; ВГЛТА. - Воронеж,'2004. - 13 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1252-В2004.

35. Платонов, А. Д. Исследование гигроскопичности древесины после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов ; ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1253-В2004.

. 36. Платонов, А. Д. Влияние химической обработки на теплофизические свойства древесины [Текст] / А. Д. Платонов ; ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - 10 с.

- Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1254-В2004.

37. Курьянова, Т. К. Конвективная сушка твердых лиственных пород с предварительной химической обработкой [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Дизайн и производство мебели. - 2004. - № 3/4. - С. 34-36.

38. Платонов, А. Д. Определение нестационарных температурных полей в древесине после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова И Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего : материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию лесоинженерного факультета / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - Ч. 1. - С. 102-108.

39. Платонов, А. Д. Интенсификация процесса теплообмена древесины со средой после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов // Лес. Наука. Молодежь — 2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых ВГЛТА за 2004 год, посвящ. 75-летию со дня рождения проф. А. В. Вере-тенникова / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - С. 243-246.

40. Платонов, А. Д. Повышение эффективности влагопроводности древесины [Текст] / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова // Интеграция науки, образования и производства для развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Воронеж, 28-30 июня 2004 г. - Воронеж, 2004. - С. 211-213.

41. Платонов, А. Д. Влияние температуры на влагопроводность древесины [Текст] / А. Д. Платонов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лес-

ного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - Вып. 9. - С. 187-189.

42. Платонов, А. Д. Термическое сопротивление древесины после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов // Лес. Наука. Моледежь-2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых ВГЛТА' за 2004 год, посвящ. 75-летию со дня рождения проф. А. В. Веретенникова / ВГЛТА. -Воронеж, 2004. - С. 249-252.

43. Платонов, А. Д. Сравнительный анализ энергоемкости некоторых способов сушки древесины [Текст] / А. Д. Платонов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. — Воронеж, 2004.-Вып. 9.-С. 189-191.

44. Платонов, А. Д. Физические закономерности процесса сушки древесины после химической обработки [Текст] / А. Д. Платонов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - Вып. 9. - С. 26-30.

45. Пат. 2263257 РФ, МПК7 Б 26 В 1/00, 3/04. Способ сушки трудносо-хнущих древесных пород [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2004111919/06 ; заявл. 19.04.04 ; опубл. 27.10.05, Бюл. №30.-4 с.

46. Влияние хлорида натрия на теплоемкость древесинного вещества [Текст] / Т. Л. Колесникова, Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, Ю. Н. Тарасова // Лес. Наука. Молодежь — 2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых ВГЛТА за 2004 год, посвящ. 75-летию со дня рождения проф. А. В. Веретенникова / ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - С. 389-392.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 212.134.02 и выслать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева. 8, Воронежская государственная лесотехническая академия. Учёному секретарю.

Тел/факс (8-4732) 53-72-40.

Платонов Алексей Дмитриевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ТРУДНОСОХНУ1ЦИХ ПОРОД

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 02.03.2006 Формат 60x90 1/16.

Объем усл. печ. л. 2,0. Тираж 120 экз. Заказ № 589

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Цель и задачи сушки древесины.

1.2 Нормы требований к качеству сушки.

1.3 Оценка основных промышленных способов сушки древесины

1.4 Цель, задачи, методы исследований и научных разработок.

Выводы.

2 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВЛАГИ В ДРЕВЕСИНЕ.

2.1 Физические закономерности перемещения влаги в древесине

2.2 Структура древесины.

2.2.1 Водопроводящая система древесины хвойных пород.

2.2.2 Водопроводящая система древесины лиственных пород.

2.2.3 Сравнительный анализ водопроводящей системы древесины различных пород.

Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ.

3.1 Существующие представления о сушке древесины с использованием гигроскопических растворов. ф 3.2 Физические явления процесса сушки химически обработанной древесины.

3.3 Исследование влияния химической обработки на процесс влагообмена.

3.4 Исследование влияния химической обработки на процесс влагопроводности.

3.5 Исследование влияния химической обработки на тепловые процессы.

3.6 Исследование температурных полей в химически обработанной древесине при нестационарном теплообмене.

Выводы.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ТЕПЛОМАССООБМЕН КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ И КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ.

4.1 Выбор гигроскопического раствора.

4.2 Влияние условий химической обработки на глубину пропитки древесины.

4.3 Предварительные опыты.

4.4 Влияние тепловой обработки на структуру проводящих анатомических элементов древесины.

4.5 Планирование эксперимента по определению влагопроводности химически обработанной древесины.

4.6 Исследование влагопроводности химически обработанной древесины.

4.7 Разработка, математической модели влагопроводности химически обработанной древесины.

4.8 Исследование полей влагосодержания в химически обработанной древесине при нестационарном теплообмене.

4.9 Исследование температурных полей в химически обработанной древесине при нестационарном теплообмене.

4.10 Исследование напряженно-деформированного состояния древесины при сушке.

4.11 Исследование гигроскопичности и разбухания химически обработанной древесины.

4.12 Исследование механических показателей химически обработанной древесины.

4.13 Исследование теплофизических показателей древесины, пропитанной хлоридом натрия.

4.14 Определение плотности древесины пропитанной хлоридом натрия

4.15 Химическая обработка древесины, как способ интенсификации атмосферной сушки.

Выводы.

5 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И ЭНЕРГОЗАТРАТЫ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ХИМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ.

5.1 Расчет температурных полей в химически обработанной древесине при нестационарном теплообмене.

5.2 Расчет продолжительности конвективной сушки.

5.3 Баланс энергозатрат и экономическая эффективность.

5.4 Основы технологии химической обработки и конвективной сушки древесины.

5.5 Химическая обработка, как способ повышения качества высушенной древесины.

5.6 Результаты производственных испытаний и внедрения научных разработок.

5.7 Рекомендации производству по использованию научных разработок по предложенной технологии сушки.

Выводы

Актуальность работы. Древесина находит самое широкое применение в различных отраслях промышленности. В настоящее время существует большой спрос на качественно высушенную древесину и особенно древесину твердых пород. Изготовление конкурентоспособной продукции из древесины невозможно без качественной сушки. Цель сушки и требования к отдельным свойствам высушиваемой древесины определяются условиями ее использования. Однако, во всех случаях целью сушки является превращение древесины из природного сырья в промышленный материал с коренным улучшением ее, физико-технических, технологических и потребительских свойств. В результате сушки должен получаться облагороженный материал, более качественный и ценный, отвечающий многообразным, высоким требованиям, предъявляемым к нему в различных производственных и бытовых условиях.

Анализ современного состояния техники и технологии сушки пиломатериалов показал, что особенно низкое качество наблюдается при сушке пиломатериалов и заготовок древесины твердых лиственных пород, а из хвойных лиственницы, где дефекты в виде трещин и коробления достигают 30.40 %. Процесс сушки - наиболее длительный и один из самых энергозатратных процессов во всей технологии деревообработки. Поэтому интенсификация процесса сушки, т. е. сокращение ее продолжительности с одновременным сохранением высокого качества высушенной древесины является весьма актуальной проблемой.

Научные разработки последнего времени показывают, что вопросы интенсификации сушки древесины решаются за счет использования сложных материало- и энергозатратных технологий. При разработке новых технологий зачастую древесине отводят роль «черного ящика». Однако, вопросы сушки древесины не являются чисто техническими. Дальнейшее развитие и совершенствование технологии сушки возможно только на основе комплексного подхода к проблеме, т. е. принятие конструкторских, технических и технологических решений необходимо выполнять с учетом особенностей анатомического строения древесины различных пород.

Одним из вариантов эффективного решения проблемы интенсификации процесса сушки древесины, особенно трудносохнущих пород (дуб, бук, лиственница и др.), снижения энергоемкости, повышения качества и исключения брака является способ конвективной сушки древесины после ее предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ, чему и посвящена диссертационная работа. Несмотря на достаточно глубокую разработку общей теории сушки, вопросы сушки древесины с элементами химической обработки были изучены недостаточно.

Создавшееся положение в области теории и технологии сушки древесины твердых, трудносохнущих пород с предварительной химической обработкой потребовало проведения специальных теоретических и экспериментальных исследований, подтвержденных производственными испытаниями предложенной технологии сушки.

Диссертационная работа выполнена в рамках темы «Влияние тепла, влаги и условий хранения на физико-механические свойства натуральной и топляковой древесины» Регионального Координационного совета по современным проблемам древесиноведения регистрационный номер № 01.2.00105361.

Цель работы. Интенсификация процесса сушки трудносохнущих древесных пород предварительной химической обработкой растворами гигроскопических веществ.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи теоретических и экспериментальных исследований:

- провести анализ структуры древесины трудносохнущих пород и выявить внутренние резервы повышения ее водопроводности;

- установить закономерности влияния химической обработки на повышение водо- и влагопроводности проводящих анатомических элементов древесины;

- разработать научно-теоретические основы снижения энергозатратности и продолжительности сушки химически обработанной древесины;

- обосновать основные научно-теоретические положения влияния химической обработки на процессы тепломассообмена, формоустойчивость и прочностные показатели высушенной древесины;

- предложить концепцию интенсификации процесса конвективной сушки предварительной химической обработкой растворами гигроскопических веществ, с ускорением процесса сушки и сохранением прочностных свойств древесины;

- на основе результатов лабораторных и производственных испытаний разработать математическую модель влияния параметров предварительной fc химической обработки на повышение водо- и влагопроводности древесины;

- внедрить в производство и дать практические рекомендации для использования научных разработок к решению технологических задач интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород.

Объекты исследований. Объектами исследований являлась структура древесины трудносохнущих пород; технология химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ; технология конвективной сушки и физико-механические свойства химически обработанной древесины.

Методы исследований. При выполнении теоретических и экспериментальных исследований были использованы методы: структурного анализа древесины, планирования эксперимента, моделирования и математического ( анализа и оптимизации процессов.

В основу экспериментальных исследований положен натурный активный эксперимент, выполненный в лабораторных и производственных условиях.

Исследование и решение научно-практических задач сопровождалось численными оценками параметров изучаемых процессов тепломассообмена конвективной сушки.

Научная новизна:

- Установлены закономерности повышения водопроводящей способности анатомических элементов древесины трудносохнущих пород, зависящие от условий произрастания в процессе её жизнедеятельности.

- Научно обоснована концепция интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород, отличающаяся позитивным влиянием предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ при атмосферном давлении на проводящую способность анатомических элементов и коэффициент влагопроводности древесины.

- Предложена технология химической обработки, отличающаяся способностью повышения водо- и влагопроводности древесины трудносохнущих пород, защищенная патентом № 2096702.

- Разработана математическая модель влагопроводности химически обработанной древесины, позволяющая численными расчетами с учетом начальной влажности и продолжительности химической обработки обеспечивать максимальные значения коэффициента влагопроводности, и, соответственно, сокращать продолжительность последующей конвективной сушки.

- Экспериментально определены: коэффициент теплопроводности, уделная теплоемкость и термическое сопротивление химически обработанной древесины, отличающиеся от аналогичных свойств для необработанной древесины.

- Предложена теория расчета температурных полей при нестационарном теплообмене и методика расчета продолжительности конвективной сушки химически обработанной древесины, отличающиеся от известных учетом влияния параметров предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ на структуру и теплофизические свойства древесины.

- Предложена технология конвективной сушки древесины после предварительной химической обработки, отличающаяся снижением энергозатратности, продолжительности сушки и уменьшением брака по растрескиванию, защищенная патентом № 2263257.

Значение для теории. Установлены: закономерности влияния химической обработки на водопроводящую способность и теплофизические свойства древесины трудносохнущих пород; закономерности физических явлений конвективной сушки химически обработанной древесины, позволившие получить математический аппарат численных расчетов распределения температурных полей, что дало возможность разработать научно-теоретические основы снижения продолжительности и энергозатратности конвективной сушки химически обработанной древесины.

Значение для практики.

- Обоснованы технологические параметры предварительной химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ, позволяющие достигать максимальных значений коэффициента влагопроводности, и, соответственно, сокращать продолжительность последующей конвективной сушки в 1,5.3,0 раза.

- Разработана технология конвективной сушки химически обработанной древесины, позволяющая использовать существующие сушильные камеры, что дает возможность снизить энергозатраты на сушку древесины трудносохнущих пород в 1,2.2,1 раза.

- исключить из технологии камерной сушки энергозатратные процессы начального прогрева и влаготеплообработки древесины;

- повысить качество высушенной древесины за счет снижения величины остаточных внутренних напряжений и повышения формоустойчивости!

- повысить производительность сушильных камер в 1,3.3,0 раза.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Научно-обоснованная концепция практического решения проблемы интенсификации процесса конвективной сушки древесины трудносохнущих пород.

2. Установленные закономерности изменения водопроводящей способности анатомических элементов древесины в зависимости от ее начальной влажности и продолжительности химической обработки.

3. Технология предварительной химической обработки древесины растворами гигроскопических веществ, существенно повышающая влагопро-водность древесины трудносохнущих пород.

4. Математическая модель, учитывающая продолжительность химической обработки и начальную влажность древесины дает возможность численными расчетами обеспечивать максимальную влагопроводность древесины трудносохнущих пород.

5. Закономерности изменения теплообмена, теплопроводности, влаго-проводности и влагообмена, определяющие механизм конвективной сушки древесины после химической обработки.

6. Теория расчета распределения температурных полей при нестационарном теплообмене, определяющая механизм и особенности построения режимов конвективной сушки химически обработанной древесины трудносохнущих пород.

7. Технология конвективной сушки древесины трудносохнущих пород после химической обработки, позволяющая исключить начальный прогрев и влаготеплообработку, сократить продолжительность процесса в 1,3.3,0 раза с сохранением прочностных свойств и снизить энергозатраты в 1,2.2,1 раза.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивают: совпадение результатов теоретических исследований и расчетов с данными, полученными при экспериментальных и производственных испытаниях; корректные допущения при замене реальных процессов влагопроводности химически обработанной древесины адекватными математическими моделями; предложенная методика расчета кинетики сушки при нестационарном теплообмене и уточненная методика расчета продолжительности конвективной сушки; позитивные результаты производственных испытаний и внедрение в практику новой технологии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы рассмотрены и одобрены на II международном симпозиуме координационного совета по древесиноведению (Москва, сентябрь 1996 г.), III международном симпозиуме координационного совета по древесиноведению (Петрозаводск, сентябрь 2000 г.), IV международном симпозиуме координационного совета по древесиноведению (Санкт-Петербург, октябрь 2004 г.), на региональном координационном совете по современным проблемам древесиноведения (РКСД) (Москва, октябрь 2005 г.), на ежегодных научно-технических конференциях Воронежской государственной лесотехнической академии (1996-2005).

Реализация работы. Основные результаты работы внедрены в: ООО «Форест-Инвест», п. Мостовской Краснодарского края; ФГУ «Хадыженский лесхоз» г. Хадыженск Краснодарского края; ОАО «НК Роснефть» г. Горячий Ключ Краснодарского края; ООО «Древстрой» г. Воронеж, п. Придонской; ООО «КУБАНЬЭКОТОР» г. Краснодар; ГУП КК «Кубаньэнергоресурс» г. Краснодар.

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы единоличной монографии объемом 8 п. л., в 44 научных статьях и двух патентах, в том числе в 10 изданиях, рекомендованных ВАКом для докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников. Общий объем работы - 280 е., включая 103 рисунка, 25 таблиц, список использованных источников - 179 наименований, в том числе на иностранном языке - 5.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Интенсификация процесса сушки, т. е. значительное сокращение её продолжительности с сохранением качества высушенной древесины является весьма актуальной научно-практической проблемой. Дальнейшее совершенствование существующих и разработка новых конкурентоспособных технологий возможны только на основе комплексного подхода к проблеме, с учетом структуры древесины и изменения ее свойств в процессе сушки, направленных на сокращение продолжительности сушки, снижение ее энергозатратности и сохранение качества высушенной древесины.

2. Анализ структуры древесины позволил автору, расширить теоретические основы причин снижения проводящей способности анатомических элементов древесины трудносохнущих пород в онтогенезе, выявить внутренние резервы повышения водо- и влагопроводности.

3. Экспериментально установлено, что проводящая способность может быть увеличена в древесине лиственных пород за счет удаления тил и экстрактивных веществ в сосудах, а также цитоплазмы в паренхимных клетках, у хвойных пород за счет частичного вымывания смолы и удаления цитоплазмы в паренхимных клетках.

4. Предложена технология химической обработки, в результате которой повышается водопроводящая способность древесины за счет дополнительного понижения парциального давления пара и увеличения концентрации раствора в пропитанном поверхностном слое. Наибольшее влияние химическая обработка оказывает на древесину кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.), несколько меньшее рассеяннососудистых (бук, береза и др.) и самое наименьшее хвойных (лиственница, сосна и др.).

5. Глубина пропитки древесины трудносохнущих пород хлоридом натрия при температуре кипения раствора для камерной сушки составляет 0,15.0,25 мм. Для атмосферной сушки глубина пропитки должна составлять 0,8.1,0 мм.

6. Определены коэффициенты влагопроводности химически обработанной древесины, на основе математической модели и экспериментальных исследований. Установлено, что химическая обработка повышает коэффициент влагопроводности древесины трудносохнущих пород и, соответственно, сокращает продолжительность сушки в 1,3.3,0 раза.

7. Исследовано распределение влажности и температуры у химически обработанной древесины в процессе сушки. Кривые влажности характеризуются более равномерным распределением влаги по толщине материала. Кривые сушки характеризуются более стабильной и равномерной интенсивностью убыли влаги независимо от ее формы. Процесс конвективной сушки характеризуется большим градиентом температуры At между поверхностью древесины и средой у химически обработанной древесины по сравнению с необработанной.

8. Экспериментально установлено влияние химической обработки на основные физико-механические свойства древесины: внутренние остаточные напряжения в древесине в два раза меньше, чем напряжения в древесине без обработки; сорбционная способность остается неизменной в условиях эксплуатации изделий в помещении при относительной влажности воздуха ф < 0,7 ± 0,05; разбухание обработанной древесины ниже, чем у необработанной; повышается формоустойчивость изделий; древесина при длительной выдержке не коробится и не растрескивается; прочность на сжатие вдоль волокон и статическая твердость у химически обработанной древесины хвойных и рассеяннососудистых пород понижается незначительно, а у кольцесо-судистых на 2.4 % выше, чем у необработанной; незначительное снижение прочности на 2.4 % отмечается при скалывании вдоль волокон и статическом изгибе.

9. Пропитка хлоридом натрия повышает коэффициент теплопроводности особенно древесины кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.), несколько меньшее рассеяннососудистых (бук, береза и др.) и самое наименьшее хвойных пород (лиственница, сосна и др.), понижает удельную теплоемкость и термическое сопротивление.

10. Предварительная химическая обработка сокращает продолжительность последующей атмосферной сушки древесины твердых лиственных пород до влажности 20.22 % в 2,0. .3,0 раза, хвойных - в 1,2.1,3 раза.

11. Предложена технология конвективной сушки древесины после химической обработки, исключающая энергозатратный начальный прогрев и влаготеплообработку. Целесообразным является проведение атмосферной сушки химически обработанных пиломатериалов до влажности 20.22 % и последующей камерной сушки до заданной конечной влажности.

12. Предварительная химическая обработка снижает энергозатраты камерной сушки в 1,2 раза, а при использовании атмосферно-камерной сушки в 2,1 раза.

13. Экономический эффект от внедрения предложенной технологии составляет 739 руб на 1 м3.

14. Древесина, высушенная по предложенной технологии, может быть использована в производстве без каких-либо ограничений.

1. Акишенков, С. И. Защита пиломатериалов от растрескивания при сушке Текст.: обзор / С. И. Акишенков. М., 1978. - 32 с.

2. Александров, В. Г. Анатомия растений Текст. / В. Г. Александров. -4 изд., доп. и перераб. -М.: Высш. шк., 1966. 431 с.

3. Алпаткина, Р. П. О влагопроводности древесины важнейших отечественных пород Текст. / Р. П. Алпаткина // Деревообраб. пром-сть. -1967.-№9.-С. 12-14.

4. Арциховская, Н. В. Исследование влагопроводности древесины Текст. / Н. В. Арциховская // Труды института леса. М.: Изд-во АН СССР, 1957.-Т. 9.-С. 127-157.

5. Арциховская, Н. В. Исследование передвижения влаги в древесине в процессе высыхания Текст. / Н. В. Арциховская // Труды института леса. -М.: Изд-во АН СССР, 1957.-Т. 9.-С. 158-185.

6. Баженов, В. А. Исследование древесины сосны сплавной и сухопутной досавок на проницаемость насыщенным раствором поваренной соли Текст. / В. А. Баженов // Труды института леса. М. : Изд-во АН СССР, 1957.-Т. 9.-С. 216-228.

7. Баженов, В. А. О проницаемости заболони и ядра сосны жидкостями и о возможностях ее регулирования Текст. / В. А. Баженов, В. Е. Москалева // Труды института леса. М. : Изд-во АН СССР, 1957. - Т. 9. - С. 205-215.

8. Бахирева, Г. М. Сушка древесины с минимальными затратами Текст. / Г. М. Бахирева // Лесн. пром-сть. 2001. - № 2. - С. 21-22.

9. Биллей, П. В. Технология камерной сушки пиломатериалов твердых лиственных пород Текст. / П. В. Биллей. Львов, 1991. - 79 с.

10. Биллей, П. В. Сушка древесины твердых лиственных пород Текст. : производственное изд. / П. В. Биллей. М.: Экология, 2002 - 224 с.

11. Богданов, Е. С. Справочные по сушке древесины Текст. / Е. С. Богданов, В. А. Козлов, Н. Н. Пейч. М., 1979. - 175 с.

12. Богданов, Е. С. Сушка пиломатериалов Текст. / Е. С. Богданов. -М.: Лесн. пром-сть, 1988. 244 с.

13. Болдырев, П. В. Сушка древесины Текст. : практическое руководство / П. В. Болдырев. СПб.: ПрофиКС, 2002. - 160 с.

14. Бровкин, JI. А. Температурное поле геограниченной пластины с переменными теплофизическими характеристиками Текст. / JI. А. Бровкин, С. И. Девочкина // Инженерно-физический журнал. 1970. - Т. 12, № 3. -1970.

15. Бывших, М. Д. Влияние температуры и влажности на физико-механические свойства древесины Текст. / М. Д. Бывших. М. : Гослесбум-издат, 1962.-68 с.

16. Ванин, С. И. Древесиноведение Текст. / С. И. Ванин. 3-е изд. -М.: Гослесбумиздат, 1949. - 581 с.

17. Вержинская, А. Б. Исследование теплофизических характеристик материалов в форме пластин и покрытий методом источника постоянной мощности Текст. / А. Б. Вержинская // Инженерно-физический журнал 1964.-Т. 7, №4.-С. 48-51.

18. Вихров, В. Е. Диагностические признаки древесины Текст. / В. Е. Вихров. М.: Изд-во АН СССР, 1983. - 132 с.

19. Вихров, В. Е. Строение и физико-механические свойства древесины дуба Текст. / В. Е. Вихров. М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 264 с.

20. Влияние хлорида натрия на теплоемкость древесинного вещества Текст. / Т. Л. Колесникова, Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, Ю. Н. Тарасова

21. Лес. Наука. Молодежь 2004 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых ВГЛТА за 2004 год, посвящ. 75-летию со дня рождения проф. А. В. Веретенникова / ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - С. 389-392.

22. Волькенштейн, В. С. Определение теплопроводности весьма тонких слоев различных материалов Текст. / В. С. Волькенштейн, Н. Н. Медведев // Тепло-и массоперенос : сб. Минск, 1968. - Т. 7. - С. 141-143.

23. Волькенштейн, В. С. Скоростной метод определения теплофизи-ческих материалов Текст. / В. С. Волькенштейн. Л.: Энергия, 1971. - 145 с.

24. Годовский, Ю. К. Теплофизические методы исследования полимеров Текст. / Ю. К. Годовский. М.: Химия, 1976. - 226 с.

25. Голенищев, А. Н. Сушка и защитная обработка древесины Текст. / А. Н. Голенищев, С. В. Добрынин, А. А. Андреева. М. : Лесн. пром-сть, 1984. - 81 с.

26. Горшин, С. Н. Атмосферная сушка пиломатериалов Текст. / С. Н. Горшин. М. : Лесн. пром-сть, 1971. - 295 с.

27. Горшин, С. Н. Консервирование древесины Текст. / С. Н. Горшин. М.: Лесн. пром-сть, 1977. - 336 с.

28. Государственная система стандартизации Текст. : сб. стандартов ГОСТР 1.0-92, ГОСТР 1.5. -М.: Госстандарт России, 1994. 134 с.

29. Гороновский, И. Т. Краткий справочник по химии Текст. / И. Т. Гороновский, Ю. П. Назаренко, Е. Ф. Некряч. Киев : Наукова Думка, 1974. -992 с.

30. Горяев, А. А. Вакуумно-диэлектрические сушильные камеры Текст. / А. А. Горяев. М.: Лесн. пром-сть, 1985. - 104 с.

31. Горяев, А. А. Комбинированная сушка древесины Текст. / А. А. Горяев // Механическая обработка древесины. Минск : Высш. шк., 1971. -85 с.

32. Горяев, А. А. Перспективы использования токов высокой частоты для сушки древесины Текст. / А. А. Горяев // Деревообраб. пром-сть. 1981. -№ 5.-С. 11-12.

33. Горяев, А. А. Сушка древесины и снижение ее энергоемкости Текст. : обзор, информ. / А. А. Горяев ; ВНИПИЭИлеспром. М., 1984. - 36 с.

34. Древесина. Показатели физико-механических свойств. РТМ. М. : Лесн. пром-сть, 1998. - 134 с.

35. Дьяконов, К. Ф. Влияние температурных режимов сушки на прочность древесины березы и лиственницы Текст. / К. Ф. Дьяконов // Деревообраб. пром-сть. 1965. -№ 2. - С. 9-10.

36. Дьяконов, К. Ф. Пособие по сушке пиломатериалов Текст. / К. Ф. Дьяконов, А. М. Гукалов. -М.: Лесн. пром-сть, 1978. 131 с.

37. Дьяконов, К. Ф. Сохранение прочности древесины при камерной сушке Текст. / К. Ф. Дьяконов // Сушка древесины : сб. науч. тр. Архангельск, 1968.-С. 56-71.

38. Зарубин, В. С. Температурные поля в конструкции летательных аппаратов Текст. / В. С. Зарубин. М., 1966. - 268 с.

39. Исследование физико-механических свойств дуба после предварительной химической обработки Текст. / И. С. Веревкина, Т. В. Дубинина, А.

40. Д. Платонов и др. // Лес. Наука. Молодежь 2003 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2003 г., посвящ. 90-летию П. Б. Раскатова / ВГЛТА. - Воронеж, 2003. - С. 328-330.

41. Качалин, Н. В. Расчет устройств для гидротермической обработки древесины Текст. / Н. В. Качалин. Л., 1976. - 86 с.

42. Кириллов, Н. М. Расчет процессов тепловой обработки древесины при интенсивном теплообмене Текст. / Н. М. Кириллов. М. : Гослес-бумиздат, 1959. - 88 с.

43. Диагностические признаки древесины и целлюлозных волокон Текст. / Г. М. Козубова [и др.]. Петрозаводск, 1976. - 152 с.

44. Колосовская, Е. А. Физические основы взаимодействия древесины с водой Текст. / Е. А. Колосовская, С. Р. Лоскутов, Б. С. Чудинов. Новосибирск : Наука, 1989. - 216 с.

45. Комиссаров, А. П. Основы повышения эффективности производства строганого шпона Текст. : монография / А. П. Комиссаров. Брянск : БГИТА, 2002.-201 с.

46. Кремнев, О. А. Скоростная сушка Текст. / О. А. Кремнев. Киев : Гостехиздат, 1963.-382 с.

47. Кречетов, И. В. Интенсификация процесса сушки и усовершенствование лесосушильных камер Текст. / И. В. Кречетов, Б. С. Царев. М. : Гослесбумиздат, 1955. - 24 с.

48. Кречетов, И. В. Пути интенсификации сушки древесины Текст. / И. В. Кречетов // Секция трудов. Совещания по сушке материалов. М. : Профиздат, 1958.-284 с.

49. Кречетов, И. В. Сушка древесины Текст. / И. В. Кречетов. М. : Лесн. пром-сть, 1972. - 440 с.

50. Кречетов, И. В. Сушка и защита древесины Текст. / И. В. Кречетов. М.: Лесн. пром-сть, 1975. - 400 с.

51. Кришер, О. Научные основы техники сушки Текст. / О. Кришер. -М., 1961.-536 с.

52. Кротов, Л. Н. Исследование процесса комбинированной сушки лиственничных пиломатериалов Текст. : отчет по хоз. теме / СибТИ. -Красноярск, 1970.-49 с.

53. Кротов, Л. Н. Сушка пиломатериалов из древесины лиственницы в камерах периодического действия Текст. : экспресс-информ. / Л. Н. Кротов.-М., 1979.-Вып. 13.-26 с.

54. Кузнецов, Н. Т. Мореный дуб и его механические свойства Текст. / Н. Т. Кузнецов // Лесное хозяйство, лесопромышленность и топливо. -1927,-№9.-С. 22-27.

55. Курьянова, Т. К. Влияние химической обработки на тепловые процессы конвективной сушки Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Изв. вузов Санкт-Петербург, лесотехн. акад. 2005. - № 173. - С. 110-117.

56. Курьянова, Т. К. Изменение гигроскопичности и разбухания древесины дуба мореного после химической сушки и длительного хранения

57. Курьянова, Т. К. Интенсификация процесса сушки древесины твердых лиственных пород Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Лес и молодежь ВГЛТА : материалы юбил. науч. внутривуз. конф. молодых ученых ВГЛТА / ВГЛТА. 2003. - С. 242-245.

58. Курьянова, Т. К. Исследование усадки древесины дуба в зависимости от режима сушки Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / Т. К. Курьянова. -М., 1981.-24 с.

59. Курьянова, Т. К. Конвективная сушка твердых лиственных пород с предварительной химической обработкой Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Дизайн и производство мебели. 2004. - № 3/4. - С. 34-36.

60. Курьянова, Т. К. Коэффициенты влагопроводности древесины дуба мореного Текст. / Т. К. Курьянова, В. В. Воронин, А. Д. Платонов // Строение, свойства и качество древесины 96 : тр. 2 междунар. симп. -Москва-Мытищи : МГУ Л, 1996. - С. 61-62.

61. Курьянова, Т. К. Микроскопическое строение основных типов древесины Текст. : учеб. пособие / Т. К. Курьянова, Н. Е. Косиченко, А. Д. Платонов ; ВГЛТА. Воронеж, 2003. - 31 с.

62. Курьянова, Т. К. Окраска древесины дуба мореного Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Технология и оборудование деревообработки в 21 веке : сб. науч. тр. / ВГЛТА. Воронеж, 2001. - С. 115-116.

63. Курьянова, Т. К. Определитель основных древесных пород Текст. : учеб. пособие / Т. К. Курьянова, Н. Е. Косиченко, А. Д. Платонов ; ВГЛТА. Воронеж, 2002. - 72 с.

64. Курьянова, Т. К. Свойства древесины дуба мореного Текст. / Т. К. Курьянова, В. А. Щекин // Современные проблемы технологии деревообрабатывающей промышленности : сб. науч. тр. / ВГЛТА. Воронеж, 1995. -С. 22-23.

65. Курьянова, Т. К. Сушка древесины и ее качество после предварительной химической обработки Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2004. - № 6. - С. 52-56.

66. Курьянова, Т. К. Сушка твердых лиственных пород с предварительной химической обработкой Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский // Изв. вузов. Лесн. журн. 2004. - № 4. - С. 58-63.

67. Курьянова, Т. К. Технология сушки древесины дуба с предварительной химической обработкой Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов / Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2004. - № 9. -С. 177-179.

68. Курьянова, Т. К. Физико-механические свойства древесины после химической обработки Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, А. В. Киселева // Деревообраб. пром-сть. 2005. -№ 4. - С. 11-13.

69. Курьянова, Т. К. Химическая сушка древесины Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Лес и молодежь ВГЛТА : материалы юбилейной науч. конф. молодых ученых, посвящ. 70-летию ВГЛТА / ВГЛТА. Воронеж, 2000. - С. 142-144.

70. Курьянова, Т. К. Эффективная химическая обработка подлежащих сушке пиломатериалов из древесины твердых пород Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский // Деревообраб. пром-сть. 2004. - № 6. -С. 22-24.

71. Леонтьев, И. И. Влияние влажности на физико-механические свойства древесины Текст. / И. И. Леонтьев. М., 1962. - 68 с.

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

73. Ломидзе, Т. Н. Физические особенности и режимы сушки древесины в гидрофильных жидкостях Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / Т. Н. Ломидзе. М., 1984. - 18 с.

74. Лурье, М. Ю. Сушильное дело Текст. / М. Ю. Лурье. М. : Гос-энергоиздат, 1948. - 726 с.

75. Лыков, А. В. Теория сушки Текст. / А. В. Лыков. М. : Энергия, 1968.-328 с.

76. Лыков, А. В. Теория теплопроводности Текст. / А. В. Лыков. -М.: Высш. шк., 1967. 599 с.

77. Лыков, А. В. Сушка в химической промышленности Текст. / А. В. Лыков. М.: Химия, 1979. - 272 с.

78. Макаров, Н. М. Продолжительность пропитки древесины водой и водными растворами красителей и солей Текст. / Н. М. Макаров. Воронеж, 1957.- 19 с.

79. Малеев, В. И. Ускоренная сушка древесины Текст. / В. И. Малеев, В. А. Баженов // Лесная индустрия. 1937. - № 9. - С. 65-71.

80. Мартыненко, О. Г. Свободно-конвективный теплообмен Текст. / О. Г. Мартыненко, Ю. А. Соловишин. Минск, 1982. - 399 с.

81. Материалы конференции по сушке древесины Текст. / ЦНИИ-МОД. Архангельск, 1990. - 217 с.

82. Медведев, Н. Н. Дифференциальный метод определения теплофизических характеристик материалов Текст. / Н. Н. Медведев // Инженерно-физический журнал. 1968. - № 2. - С. 168-171.

83. Мещереков, И. И. Влияние температурных уровней режимов на показатели качества сушки пиломатериалов Текст. / И. И. Мещереков // Труды / ВНИИДрев. 1975. - Вып. 10. - С. 87-93.

84. Милявская, Р. Е. Сушка древесины в растворах гигроскопических веществ Текст. / Р. Е. Милявская // Деревообраб. пром-сть. 1976. - № 6. -С. 13-14.

85. Михеев, М. А. Основы теплопередачи Текст. / М. А. Михеев, И. М. Михеева. М.: Энергия, 1973. - 320 с.

86. Москалева, В. Е. Строение древесины и ее изменение при физических и механических воздействиях Текст. / В. Е. Москалева. М. : Изд-во АН СССР, 1957.- 165 с.

87. Новиков, А. П. Теплопроводность тонкослойных полимерных материалов в условиях магнитной ориентации дисперсных ферромагнитных наполнителей Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / А. П. Новиков. -Воронеж, 2003.- 16 с.

88. Пат. 2096702 РФ, МПК 6 F 26 В 3/04. Способ сушки дубовых заготовок Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. В. Воронин, А. О. Сафонов ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. № 95112874/06 ; заявл. 20.07.95; опубл. 20.11.97, Бюл.№32.-6с.

89. Пат. 2263257 РФ, МПК7 F 26 В 1/00, 3/04. Способ сушки трудносохнущих древесных пород Текст. / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. № 2004111919/06 ; заявл. 19.04.04 ; опубл. 27.10.05, Бюл. № 30. - 4 с.

90. Пейч, Н. Н. Справочник по сушке древесины Текст. / Н. Н. Пейч, Б. С. Царев. М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 253 с.

91. Перелыгин, JI. М. Строение древесины Текст. / Л. М. Перелы-гин. М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 200 с.

92. Общая теплотехника Текст. / Я. П. Петров [и др.]. М. : Лесн. пром-сть, 1966. - 258 с.

93. Пижурин, А. А. Оптимизация технологических процессов деревообработки Текст. / А. А. Пижурин. М.: Лесн. пром-сть, 1975. - С. 312.

94. Платонов, А. Д. Влияние гигроскопических растворов и условий химической обработки на конвективную сушку древесины Текст. / А. Д. Платонов; ВГЛТА. Воронеж, 2004. - 13 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1252-В2004.

95. Платонов, А. Д. Влияние предварительной химической обработки на эффективность конвективной сушки Текст. / А. Д. Платонов // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2005. - № 2. - С. 115-116.

96. Платонов, А. Д. Влияние химической обработки на теплофизиче-ские свойства древесины Текст. / А. Д. Платонов; ВГЛТА. Воронеж, 2004. - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1254-В2004.

97. Платонов, А. Д. Интенсификация атмосферной сушки пиломатериалов Текст. / А. Д. Платонов // Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник. - № 018. - С. 3-6.

98. Платонов, А. Д. Интенсификация процесса сушки трудносохнущих древесных пород Текст. / А. Д. Платонов // Актуальные проблемы лесного комплекса : сб. науч. тр. по итогам 5-ой междунар. науч.-техн. конф. / БГИ-ТА. Брянск, 2004. - С. 240-242.

99. Платонов, А. Д. Исследование влагопроводности древесины после химической обработки Текст. / А. Д. Платонов // Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник. - 2005. - № 2. - С. 5663

100. Платонов, А. Д. Исследование гигроскопичности древесины после химической обработки Текст. / А. Д. Платонов; ВГЛТА. Воронеж, 2004. -9 с. - Деп. в ВИНИТИ 16.07.04, № 1253-В2004.

101. Платонов, А. Д. Качество сушки твердых лиственных пород после химической обработки Текст. / А. Д. Платонов, Т. К. Курьянова // Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник. - 2005. - № 2. - С. 64-67.

102. Платонов, А. Д. Структура и физико-механические свойства химически обработанной древесины трудносохнущих пород Текст.: монография / А. Д. Платонов. Воронеж, 2005. - 125 с.

103. Полубояринов, О. И. Плотность древесины Текст. / О. И. Поля-бояринов. М.: Лесн. пром-сть, 1976. - 160 с.

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

105. Ребиндер, П. А. О формах связи влаги с материалом Текст. / П. А. Ребиндер // Тезисы докладов. М., 1958. - С. 20-33.

106. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины Текст. / ЦНИИМОД. Архангельск, 2001. - 132 с.

107. Сажин, Б. С. Основы техники сушки Текст. / Б. С. Сажин. М. : Химия, 1984.-320 с.

108. Селюгин, Н. С. Камерная сушка древесины Текст. / Н. С. Селю-гин // Пособие для сушильщиков. JL, 1933. - 128 с.

109. Сергеев, В. В. Аэродинамические лесосушильные камеры Текст. М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 71 с.

110. Серговский, П. С. Влагопроводность древесины Текст. / П. С. Серговский // Деревообраб. пром-сть. 1955. - № 2. - С. 3-8.

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

112. Серговский, П. С. Оборудование гидротермической обработки Текст. / П. С. Серговский. М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 304 с.

113. Серговский, П. С. Об упруго-пластических свойствах древесины в связи с напряжениями и деформациями при ее сушке Текст. / П. С. Серговский, В. Н. Быковский, В. О. Самуйло // Деревообраб. пром.-сть. 1961. -№6.-С. 3-6.

114. Серговский, П. С. О механизме движения влаги в древесине при конвективной сушке Текст. / П. С. Серговский // Деревообраб. и лесохимическая пром-сть. 1954. - № 2. - С. 3-9.

115. Серговский, П. С. О рациональных режимах сушки пиломатериалов в высокотемпературных сушилках Текст. / П. С. Серговский // Деревообраб. пром-сть. 1962. - № 1. - С. 4-8; № 2 - С. 3-6.

116. Серговский, П. С. Расчет процессов высыхания и увлажнения древесины Текст. / П. С. Серговский. М.: Гослесбумиздат, 1952. - 75 с.

117. Серговский, П. С. Режимы и проведение камерной сушки пиломатериалов Текст. / П. С. Серговский. М., 1976. - 133 с.

118. Скуратов, Н. В. Разработка рациональных режимов сушки пиломатериалов в камерах периодического действия Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / Н. В. Скуратов. М., 1983. - 16 с.

119. Совершенствование камерной сушки древесины Текст. : сб. ст. / под ред. проф. П. В. Соколова. Л., 1969. - 68 с.

120. Соколов, П. В. Лесосушильные камеры Текст. / П. В. Соколов, Г. Н. Харитонов, С. В. Добрынин. 2-е изд. - М., 1980. - 216 с.

121. Соколов, П. В. Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины Текст. / П. В. Соколов. М. : Лесн. пром-сть, 1965. -331 с.

122. Соколов, П. В. Сушка древесины Текст. / П. В. Соколов. М. : Лесн. пром-сть, 1968. - 364 с.

123. Соколов, П. В. Технико-экономические показатели лесосушиль-ных камер Текст. / П. В. Соколов. М., 1964. - 31 с.

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

125. Строение, свойства и качество древесины Текст. : тр. 1 между-нар. симп. координационного совета по древесиноведению / под ред. Б. Н. Уголев ; МЛТИ. М., 1990. - 373 с.

126. Строение, свойства и качество древесины Текст. : тр. 2 между-нар. симп. координационного совета по древесиноведению / под ред. Б. Н. Уголев ; МГУЛ. М., 1997. - 378 с.

127. Строение, свойства и качество древесины Текст. : тр. 3 между-нар. симп. координационного совета по древесиноведению / под ред. Б. Н. Уголев. Петрозаводск, 2000. - 311 с.

128. Сычевская, И. Д. Планирование научного эксперимента Текст. : обзор, информ. / И. Д. Сычевская. М., 1976. - 76 с.

129. Теплотехнический справочник Текст. Т. 2. М. : Экология, 1976.-896 с.

130. Уголев, Б. Н. Внутренние напряжения в древесине при ее сушке Текст. / Б. Н. Уголев. М.: Гослесбумиздат, 1959. - 116 с.

131. Уголев, Б. Н. Деформативность древесины при сушке Текст. / Б. Н. Уголев. -М.: Лесн. пром-сть, 1971. 176 с.

132. Уголев, Б. Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке Текст. / Б. Н. Уголев. М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 172 с.

133. Уголев, Б. Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения Текст. : учеб. / Б. Н. Уголев. 3 изд., перераб. и доп. - М. : МГУЛ, 2001.-340 с.

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

135. Уголев Б. Н. Контроль напряжений при сушке древесины Текст. / Б. Н. Уголев, Ю. Г. Лапшин, Е. В. Кротов. М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 208 с.

136. Харитонов, Г. Н. Механизация работ в лесосушильных цехах Текст. / Г. Н. Харитонов. М., 1974. - 66 с.

137. Харук, Е. В. Проницаемость древесины газами и жидкостями Текст. / Е. В. Харук. Новосибирск : Наука, 1976. - 190 с.

138. Хрулев, В. М. Сушка и склеивание древесины при нагревании в гидрофильных жидкостях Текст. / В. М. Хрулев, Б. К. Скрипкин. М., 1972. -34 с.- (Сер. Механическая обработка древесины ; Вып. 7).

139. Чавчавадзе, Е. С. Древесина хвойных Текст. / Е. С. Чавчавадзе. -Л. -.Наука, 1979.- 190 с.

140. Чиркин, В. С. Теплопроводность промышленных материалов Текст. / В. С. Чиркин. М.: Машгиз, 1962. - 276 с.

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

142. Чудинов, Б. С. Вода в древесине Текст. / Б. С. Чудинов. Новосибирск : Наука, 1984. - 270 с.

143. Чудинов, Б. С. Древесина лиственницы и ее обработка Текст. / Б. С. Чудинов, Ф. Т. Тюриков, П. Е. Зубань. -М.: Лесн. пром-сть, 1965. 144 с.

144. Шитова, А. Е. Интенсификация процессов сушки буковых заготовок для мебельного производства Текст. / А. Е. Шитова. М., 1964. - 19 с.

145. Штейнберг, С. Е. Высокотемпературная сушка древесины в пет-ролатуме Текст. / С. Е. Штейнберг. М.: Гослесбумиздат, 1962. - 99 с.

146. Шубин, Г. С. Вопросы интенсификации процесса сушки древесины Текст. / Г. С. Шубин // Сушка древесины : материалы Всесоюз. науч.-техн. совещ. Архангельск, 1975. - С. 40-45.

147. Шубин, Г. С. О начальной обработке пиломатериалов перед сушкой Текст. / Г. С. Шубин // Деревообраб. пром-сть. 1982. - № 1. - С. 3-7.

148. Шубин, Г. С. Сушка и тепловая обработка древесины Текст. / Г. С. Шубин. М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 336 с.

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

150. Шульгин, Ю. Н. Оптимизация режимов сушки технологической древесины Текст. : обзор, информ. / Ю. Н. Шульгин, В. Ф. Билюба. М., 1975. - 44 с. - (Сер. Лесохимия и подсочка)

151. Эзау, К. Анатомия семенных растений Текст. В 2 т. / К. Эзау. -М.: Мир, 1980. Т. 1. - 224 е.; Т. 2. - 225 с.

152. Якимов, И. В. Технические свойства древесины бука Кабардино-Балкарии в связи с типами леса Текст. / И. В. Якимов, Ю. А. Нечаев. Нальчик : Эльбрус, 1975. - 146 с.

153. Яценко-Хмелевский, А. А. Анатомическое строение основных лесообразующих пород СССР Текст. / А. А. Яценко-Хмелевский, К. И. Ко-бак.-Л.: ЛТА, 1978.-63 с.

154. Kollman, F. Die Abhangigkait der elastischen Eigenscaften von Holz der Temperatur Text. / F. Kollman // Holz als Rou-und Werkstoff. 1960. - № 8. -S. 10-28.

155. Ludwig, К. Beitrage zur Kenntnus der kunstlichen Holztrocknung mit besonderer Berticksichtigung des Einflusses der Temperatur Text. / K. Ludwig. -Berlin, 1933.

156. Martley, J. F. Moisture movement through wood, the steady state. Department of Scientific and Industrial Research, Westminster Текст. / J. F. Martley // Сушка дерева : сб. ст. -М., 1932.

157. Shmulsky, R. Effect of air velocity on surface EMC in the drying red oak lumber Text. / R. Shmulsky, K. Kosasi, E. Rosert // Forest Prod. 2002. - № l.-P. 78-80.

158. Stevens, W. C. The therminal expansion of wood Text. / W. S. Stevens // Wood. 1960. - № 8. - P. 25.