автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Исследование процессов конвективного тепломассообмена в условиях вакуумно-конвективных сушильных камер

На правах рукописи А-

Юнусов Ленар Ринатович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА В УСЛОВИЯХ ВАКУУМНО-КОНВЕКТИВНЫХ СУШИЛЬНЫХ КАМЕР

05 17 08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ17и2ээ

Иваново - 2008

003170295

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете на кафедре переработки древесных материалов

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Р Г Сафин

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Е Г Авдюнин

доктор технических наук, профессор А Г Липин

Ведущая организация

Татарская лесная опытная станция (ТатЛОС)

Защита состоится «16» июня 2008 г в 14 00 час на заседании совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д 212 063 05 в Ивановском государственном химико-технологическом университете по адресу 153000, г Иваново, пр Ф Энгельса, 7, ауд Г-205

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного химико-технологического университета

Автореферат разослан «15» мая 2008 г

Ученый секретарь

совета Д 212 063 05

ГА Зуева

Общая характеристика работы

С каждым годом к сушке пиломатериалов на лесопильно-деревообрабатывшощих предприятиях предъявляются все более жесткие условия, требующие сокращения энергозатрат и дчителыгости процесса сушки без ущерба качеству высушиваемого материала. В связи с этим камерная сушка становиться одним из важнейших участков предприятий, ответственным звеном общего технологического процесса обработки древесины

Актуальность темы В современных условиях при наблюдаемой тенденции роста тарифов на энергоносители, особенно актуальной становится проблема энергосбережения в производственно-хозяйственной деятельности предприятий По оценкам специалистов в ближайшие годы государство перестанет регулировать цены на электроэнергию, и они будут определяться законами спроса и предложения Поэтому внедрение энергосберегающих технологий является одним из важных направлений повышения эффективности производства и умелого ведения технологических процессов в рыночных условиях хозяйствования предприятий

При этом сушка материалов на многих предприятиях является одним из самых энергоемких процессов Особенное значение данный технологический процесс приобретает в условиях, когда необходимо сохранение определенных свойств высушиваемого материала В частности, продолжительность сушки массивной древесины, занимает от двух не деть до двух месяцев в зависимости от сортамента высушиваемого пиломатериала, что обусловлено развитием внутренних сушильных напряжений, приводящих к нарушению целостности и снижению качества сушки Подобная длительность процесса приводит к значительному потреблению тепло- и электроэнергии

Значительно сократить продолжительность процесса, а значит, и снизить ее себестоимость позволяют вакуумные технологии сушки материалов Однако при сушке в вакууме возникает проблема подвода тепловой энергии к высушиваемому материалу Такие известные методы подвода теплоты, как контактное, диэлектрическое нагревание или нагрев в СВЧ-поле не всегда позволяют получить требуемое качество или приводят к значительному удорожанию стоимости сушильнот процесса Поэтому наиболее перспективным направлением, как с позиций себестоимости процесса, так и с позиций качества получаемой продукции, считаются вакуумные технологии сушки с подводом тепла конвекцией, которые можно осуществлять путем чередования стадий нагрева и вакууми-рования или конвективной сушкой в разреженной среде

Несмотря на все преимущества вакуумных технологий на этапе их аппаратурного оформления возникают серьезные затруднения, связанные с выбором рациональной конструкции аппаратов и режимов их работы Поскольку разработанные ранее применительно к традиционным атмосферным конвективным камерам технические и технологические решения по созданию равномерного подвода тепловой энергии конвекцией в условиях вакуумных аппаратов вызывают значительные затруднения, вследствие необходимости экономии дорогостоящего вакуумного пространства Поэтому существующие в настоящее время на рынке сушильной техники вакуумно-конвективные камеры в большинстве своем не удовлетворяют требованиям по равномерности конечной влажности высушенного штабеля

Поэтому разработка методов расчета процессов, протекающих при вакуумно-конвектавной сушке пиломатериалов, совершенствование действующих и создание новых высокоэффективных вакуумных аппаратов, позволяющих получать равномерную по штабелю конечную влажность, а также разработка новых ресурсе- и энергосберегающих технологий и их аппаратурного оформления является актуальной задачей

Работа выполнялась в соответствии с координационным планом НИР ВУЗов по процессам и аппаратам химических производств и кибернетике химико-технологических процессов

Цель паботы состоит в разработке метода расчета и аппаратурного оформления процессов вакуумно-конвективной сушки пиломатериалов

В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие

задачи

■ разработка математической модели для процессов вакуумно-конвективной сушки пиломатериалов, отражающей особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов,

■ разработка инженерной методики расчета, позволяющей рассчитать оборудование и конструктивные особенности вакуумно-конвективной сушильной камеры,

■ разработка алгоритма расчета и моделирование процессов, с целью рекомендации режимных параметров исследуемых процессов и конструктивных особенностей ва-куумно-конвективных аппаратов сушки,

■ разработка экспериментальных установок для физического моделирования рассматриваемых процессов,

■ разработка энергосберегающего оборудования вакуумно-конвективной сушки древесины,

■ промышленная реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований и конструкторских разработок,

■ реализация результатов исследований применительно к традиционным конвективным сушильным камерам

Научная новнзна. Исследованы закономерности конвективного теплоподвода к пиломатериалам в условиях вакуумных аппаратов сушки

■ создано математическое описание технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке пиломатериалов, отражающее особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов,

■ по результатам математического моделирования и экспериментальных исследований выявлены пути интенсификации процессов, установлено, что при удалении свободной влаги давление в аппарате целесообразно поддерживать на постоянном значении, при снижении влагосодержания древесины ниже 25% производить повышение давления в зависимости от породы, текущей влажности и толщины сортимента,

■ для наиболее равномерного удаления влаги по штабелю пиломатериалов в условиях вакуумных аппаратов целесообразна поперечная схема обтекания с установкой нагревательных элементов теплового оборудования только во всасывающем канале вентилятора,

■ разработана энергосберегающая технология вакуум-осциллирующей сушки древесины и конструкция комплекса вакуумной сушки для ее реализации (положительное решение на выдачу патента РФ по заявке № 2007111612/20)

Практическая ценность. В результате исследования технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке пиломатериалов

■ разработаны новые конструкции оборудования, направленные на снижение энергозатрат на процесс сушки и улучшение качества высушиваемого материала,

■ разработана инженерная методика расчета вакуумно-конвективной камеры,

■ предложены режимные рекомендации для проведения вакуумно-конвективной сушки пиломатериалов,

• разработаны и реализованы рекомендации по усовершенствованию сущест-

вующих конвективных камер для сушки пиломатериалов,

■ разработаны экспериментальные установки и методики исследований, позволяющие определить недостающие для моделирования характеристики

Внедрение вакуумных аппаратов для сушки массивной древесины на деревообрабатывающих предприятиях «Искра» и «Айлант» осуществлено с общим экономическим эффектом свыше 800 тыс руб

На деревообрабатывающих предприятиях «Карпентер» и «Вельд» произведено усовершенствование конвективных камер периодического действия с целью снижения продолжительности и повышения качества сушки Экономический эффект от внедрения данных технических решений составил более 1,6 млн руб

Разработанные конструкции аппаратов приняты к серийному изготовлению предприятием ЗАО «Ферри Ватт», специализирующемся на производстве вакуумного оборудования

Разработанные экспериментальные установки, методики исследований и программные продукты внедрены в учебный процесс в рамках курсов «Гидротермическая обработка и консервирование древесины» и «Методы математического модечирования процессов в деревообработке»

Основные положения, выносимые на защиту. Решение проблемы, состоящей в создантг ресурса- и энергосберегающих технологий и аппаратурного оформления процессов вакуумно-конвективной сушки древесины, на основе режимных параметров и конструктивных характеристик, полученных в результате расчета математического описания, а именно

■ математическое описание технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке древесных пиломатериалов, отражающее особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов,

■ результаты математического моделирования и экспериментальных исследований вышеуказанных процессов,

• методику расчета вакуумно-конвективной сушильной камеры,

■ способы и конструкции установок вакуумно-конвективной сушки пиюмате-

риалов,

■ усовершенствованные схемы конвективных камер периодического действия для сушки пиломатериалов

Апробация работы Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Брянск, 2007), «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» (Казань, 2006), «Вакуумная техника и технология» (Казань, 2007), а также на научных сессиях по технологическим процессам Казанского государственного технологического университета (Казань, 2006-07)

Личное участие автора состоит в выборе темы и разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изготовлены лабораторные установки, разработаны, спроектированы и изготовлены опьггно-промышленные образцы вакуумных сушильных установок, выполнены эксперименты и проведены промышленные испытания, разработаны и реализованы мероприятия по усовершенствованию ряда существующих технологических процессов Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ

Публикации По результатам выполненных исследований автором опубликовано 14 печатных работ, в том числе статья в рецензируемом журнале и два положительных

решения на выдачу патентов РФ

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений Основное содержание диссертации составляет 143 страницы машинописного текста.

На всех этапах работы в качестве консультанта активное участие принимал д т н, профессор Сафин Р Р

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель исследований, отмечена научная новизна и практическая ценность работы

В первой главе проанализированы и классифицированы способы сушки древесины, основанные на конвективном методе подвода тепловой энергии к материалу, исследованы процессы конвективного тепломассообмена в процессах сушки и представлен анализ древесины как объекта сушки

В качестве агентов тепловой обработки древесины могут быть использованы различные газообразные (горячий воздух, насыщенный и перегретый пар, паровоздушная смесь, топочные газы) и жидкие (горячая вода, гидрофобные и гидрофильные жидкости) теплоносители, каждый из которых имеет свои преимущества к используется в зависимости от поставленных целей Влияние теплоносителей в их различных состояниях на процесс прогрева и непосредственно сушки изучалось многими исследователями, среди которых Кныш В А , Гей Н Н , Кротов Л Н, Михайлов Ю А , Шубин Г С и др Исследования этих авторов указали на необходимость быстрого предварительного прогрева пиломатериалов перед процессом сушки, поскольку удаление влаги из предварительно непрогретых пиломатериалов приводит к нарушениям целостности поверхностных слоев, поэтому на стадии прогрева степень насыщенности при влажности древесины выше 25 % устанавливают в интервале 0,98 - 1, при влажности ниже 25 % - 0,90 - 0,92

Исследования целесообразной скорости циркуляции сушильного агента при конвективной сушке пиломатериалов проводились Серговским П С , Микитом Э А и Уима-нисом К К, Гринхила В Л, и др В этих работах предельно высокая скорость потока, до которой ее влияние оказывается существенным, оценивается по-разному По мнению В Л Гринхила такая скорость составляет 0,6 м/с, а по опытам Серговского на перегретом паре 4 - 4,5 м/с По расчетам Гей Н Н величина оптимальной скорости потока, обеспечивающей наилучшие технико-экономические показатели работы традиционных конвективных сушильных камер, лежит в пределах 2 - 2,5 м/с

Исследование влияния реверсивности потока на процесс сушки было проведено Шубиным Г С, который указывает на увеличение продолжительности процесса сушки при реверсировании потока, объясняя это тем, что при изменении направления циркуляции резко изменяются параметры среды и материала в зоне штабеля, со стороны которой до этого проводилась циркуляция В связи с этим автор предлагает использовать комбинированный характер циркуляции, принимая на первой стадии процесса реверсивную, а в дальнейшем, при достижении определенной влажности, проводить нереверсивную циркуляцию, которая в этом случае, помимо уменьшения конечной неравномерности, упрощает процесс проведения сушки и улучшает условия работы двигателей

Вместе с тем, анализ литературных данных позволяет сделать вывод о том, что древесина достаточно хорошо изучена как объект сушки В справочной литературе довольно подробно рассмотрены струкгурно-сорбционные и массопроводные характеристики древесины имеются эмпирические зависимости теплофизических, влажностных и термодинамических характеристик, представленные в графической форме Широко ис-

следован механизм переноса влаги в древесине в процессе сушки В литературе содержатся сведения о реологических свойствах древесины основных пород, освещается механизм образования внутренних напряжений, а также излагаются экспериментально-теоретические методы анализа напряженного состояния древесины во время и после сушки

Поэтому на базе современных представлений о сорбционно-кинетических и тепловых свойствах древесины является целесообразным исследование процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке пиломатериалов, совершенствование действующих и создание новых высокоэффективных вакуумных аппаратов, позволяющих получать равномерную по штабелю конечную влажность, а также разработка новых ре-сурсо- и энергосберегающих технологий и их аппаратурного оформления

Во второй главе рассмотрена физическая картина и разработана математическая модель процессов конвективной сушки листовых материалов в условиях вакуумных аппаратов и представлен алгоритм расчета процесса конвективного тепломассообмена при вакуумно-конвективной сушки и создана инженерная методика расчета вакуумно-конвективной сушитьной камеры

Согласно блочному принципу построения математической модели процесса, совокупность физических я&7ений, составляющих исследуемый способ сушки, рассматривается решая внешнюю - тепломассоперенос в среде теплоносителя и его тепломассообмен с материалом, и внутреннюю задачи - тепломассоперенос внутри материала

При решении внешней задачи вначале исследуют гидродинамическую обстановку в аппарате, а затем переходят к изучению кинетики массо- и теплопередачи с учетом выявленных гидродинамических условий модели Для выявленной структуры потоков в процессах сушки пиломатериалов при конвективных методах теплоподвода, основными характеристиками являются разность парциальных давлений паров удаляемой влаги над поверхностью влажного материала и в окружающей среде и интенсивность подвода тепла конвекцией При этом парциальное давление компонента и температурное поле окружающей среды определяются системой дифференциальных уравнений переноса массы и энергии с объемными источниками массы и тепла

Для решения совмещенной задачи удаления влаги из материала при его конвективном обтекании горячим воздухом или перегретым паром температурное поле окружающей среды определялось с помощью дифференциального уравнения переноса энергии, которое с учетом теплообмена с материалом, представлено в виде выражения

Учитывая необходимость экономии вакуумного пространства аппарата, конвективный нагрев материала в нем является сложной задачей, решение которой должно обеспечить как максимальное заполнение камеры высушиваемой древесиной, так и создание равномерного подвода тепловой энергии к штабелю во всем пространстве сушильной камеры

Наиболее рациональной формой вакуумных аппаратов является цилиндрическая обечайка, поэтому движение теплоносителя относительно штабеля пиломатериалов в процессе конвективного нагрева может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении с формированием гидродинамического тракта в сегментных зазорах, образованных корпусом аппарата и боковыми перегородками При этом сегментные зазоры используются для расположения в них калориферов для нагрева среды (рис 1)

При создании поперечной циркуляции основной задачей является обеспечение

(1)

равномерного распределения сушильного агента относительно штабеля пиломатериалов Решение данной проблемы совпадает с гидравлической задачей о течении газа по каналам с путевым расходом На практике создание равномерности потока происходит путем установки выравнивающих устройств сеток, решеток, жалюзийных направляющих с целью выравнивания скоростей потока в различных точках штабеля

Рис 1 Возможные схемы циркуляции газообразного теплоносителя в вакуумно-конвективных камерах а - продольная, б - поперечная циркуляция

Решение одномерной задачи обтекания калорифера агентом сушки может быть представлено в виде

ОТ дх

дТ

К А1к

(2)

'••кал Ссм Рем

Скорость агента сушки в выражении (2) зависит от характера циркуляции теплоносителя относительно штабеля пиломатериалов

• при продольной циркуляции скорость агента сушки остается постоянной по всей длине сегментного зазора и зависит от скорости теплоносителя при прохождении вдоль штабеля пиломатериалов

_ 'шт

2? ¿.к л.

Ч шт

(3)

• при поперечной циркуляции скорость агента сушки при движении вдоль калорифера уменьшается, вследствие расхода через перфорированную боковую стенку С достаточной для подобных расчетов точностью изменение скорости сушильного агента можно принять ступенчатым (постоянной в пределах одной зоны и скачкообразно уменьшающейся при переходе в следующую зону)

='

J

'вен -

1=1

■А*

П шт

(4)

Рем 'сег Рем *еег

Начальные условия для решения уравнений (1) и (2) могут быть представлены выражениями

тМ=Тмнач, Т(0,О=Тмнач (5)

Граничным условием для решения дифференциального уравнения (2) является значение температуры фронта среды после ее прохождения через штабель пиломатериалов и наоборот значение температуры фронта среды после ее прохождения через калорифер является граничным условием для решения уравнения (1) При этом под понятием «фронта среды» понимается граница раздела значений температуры предыдущего и текущего момента времени

тМ)=Твых (6)

При решении проблемы с продольной циркуляцией теплоносителя задача может быть упрошена и изменение температуры фронта среды при прохождении через калорифер может быть определена из тетового баланса процесса прогрева сушильного агента в точке выхода из калорифера Отсюда, граничное условие для решения дифференциального уравнения (1) при продольном обтекании штабеля

ЭТ

си

К Д1„

Псу

V с„

(7)

При прохождении вдоль пиломатериала теплоноситель отдает свое тепло древесине, в результате чего материал прогревается Теплообмен между теплоносителем и пиломатериалом (при учет« термического сопротивления последнего) происходит в сочетании с теплопроводностью внутри материала Аналитический расчет процессов сушки и нагревания коллоидных капиллярнопористых тел основывается на решении дифференциальных уравнений тепломассопереноса Для описания изменения во времени полей влажности и температуры по толщине пиломатериала воспользуемся уравнениями, предложенными Л В Лыковым в следующей форме

аи

- = а„

сп

оТм Эт

3 и

Эх ,

с 7

Э2ТМ

+ ат5

г -> оТ.,

Эх

эи

от

(8)

(9)

В процессе прогрева древесины в среде, температура которой ниже точки кипения воды при данном давлении в аппарате, внутри пластины отсутствуют фазовые превращения, тогда, критерий парообразования с в уравнении (2 17) равен нулю и дифференциальное уравнение сводится к уравнению теплопроводности Фурье

Эт

( 9

э2тм

Эх

(10)

Краевые условия для решения системы дифференциальных уравнений (8) и (10) могут быть записаны в следующем виде начальные условия

и(0,х) = и0, Тм ( 0, х ) = Тм о Тм (0, (, х) = Тмиач (11)

граничные у евдвия

а (Т-Тмпов)-г )пов--^

ЭТ.

,-Р (Рр

' дк Рп)=0

=0

(12)

(13)

Jпoв " н \нрав

Изменение ппслности паров среды при прохождении над ¡-отрезком поверхности материала определяется из выражения

(1рп _ .)пов I Рм

Для расчета представленной математической модели процессов конвективного

(14)

тепломассообмена в условиях вакуумных аппаратов разработан алгоритма расчета Алгоритм расчета состоит из четырех блоков Расчет начинается с ввода исходных данных, представляющих собой начальные условия процесса, теплофизические характеристики материала и теплоносителя, структурные характеристики штабеля, а также параметры теплового оборудования В первом блоке по результатам проверки конечно-разностных схем уравнений на устойчивость производится выбор шагов по времени и по координатам Во втором блоке выбирается схема циркуляции теплоносителя (вдоль или поперек штабеля) и в результате расчета определяется температура фронта среды на входе в штабель В третьем блоке производится расчет изменения температуры и влажности фронта теплоносителя по мере прохождения над поверхностью пиломатериала В четвертом блоке осуществляется расчет полей температуры и влагосодержания внутри материала

По результатам решения разработанной математической модели можно выбрать рациональные параметры ведения процесса и определить некоторые конструктивные особенности вакуумной камеры сушки Для более детального определения конструкции вакуумно-конвективной сушильной камеры разработана инженерная методика расчета, которая позволяет рассчитать основные характеристики обечайки, вентилятора, калориферов, вакуумного насоса, конденсатора, размеры перфораций боковых решеток для создания равномерного теплоподвода и др

В третьей главе представлено описание экспериментальных установок и методики проведения исследований, а также изложены результаты математического и физического моделирования процессов вакуумной сушки пиломатериалов с конвективными способами подвода тепла, приведены результаты экспериментальной проверки основных кинетических зависимостей, установлена адекватность разработанной модели реальному процессу

Для проведения экспериментальных исследований по распределению материальных и тепловых потоков внутри вакуумно-конвективных камер была создана лабораторная конвективная сушилка, в которой могут быть реализованы продольная и поперечная схемы обтекания пиломатериалов теплоносителем

Для исследования кинетики вакуумной сушки древесины, когда в качестве агента сушки используется газообразная среда, была создана экспериментальная установка.

С помощью данных установок были получены значения недостающихся коэффициентов, использующихся в математической модели, и проведен сравнительный анализ теоретических и экспериментальных данных с целью определения возможности использования разработанной модели для теоретических исследований указанных процессов Погрешность расчета по разработанным моделям находится в пределах 29 %

В результате математического моделирования были получены рекомендации по режимным параметрам исследуемых процессов и конструктивным особенностям вакуумно-конвективных аппаратов сушки

Моделирование стадии прогрева пиломатериала показало, что продольная циркуляция сушильного агента относительно штабеля может приводить к неравномерной сушке по длине пиломатериала, что объясняется снижением температуры теплоносителя (рис 2) и повышением его относительной влажности при движении вдоль доски Результаты математического моделирования нестационарного теплообмена между агентом сушки и калорифером при поперечной циркуляции по схеме, представленной на рис 16, с двусторонним расположением калориферов также выявили неравномерность температурного поля среды по длине штабеля (рис 3) Это обусловлено значительным повышением температуры при обтекании калорифера, расположенного вдоль нагнетательного канала вентилятора Схема циркуляции с постоянным путевым расходом приводит к

тому, что по мере прохождения вдоль калорифера снижается скорость агента сушки, вызывая существенное повышение температуры последнего, поэтому зона штабеля, отстоящая от вентилятора, нагревается быстрее. Наиболее равномерное удаление влаги по штабелю пиломатериалов обеспечивается при поперечной схеме обтекания и установке нагревательных элементов теплового оборудования во всасывающем канале вентилятора. При этом стадию прогрева при осциллирующих технологиях сушки целесообразно вести при высоких степени насыщенности и температуре среды, ограниченной предельной величиной градиента влажности и значением температуры, оказывающим негативное влияние на физико-механические свойства древесины.

Рис. 2. Изменение температуры среды и поверхности материала при продольном обтекании штабеля

Рис. 3. Температурное поле агента сушки при течении по нагнетательному каналу с постоянным путевым расходом и нагревом от установленных внутри канала калориферов.

Исследование температурных режимов выявило возможность подбора температуры среды таким образом, чтобы при соответствующей продолжительности процесса температура не оказывала влияние на физико-механические свойства древесины. Так при конвективной сушке соснового пиломатериала в разреженной среде температурой 80 °С продолжительность сушки составляет менее 40 часов, что не влияет на физико-механические свойства древесины (рис.2).

Рис 2 Продолжительность конвективной сушки при стационарном пониженном давлении в камере в зависимости от температуры среды

Моделирование стадии сушки при пониженном давлении проводилось с целью исследования влияния глубины вакуума в камере на процесс тепломассопереноса При моделировании процессов конвективной сушки пиломатериалов в разреженной среде были проведены исследования, в которых варьировалось значение остаточного давления среды на стадии сушки в интервале 30 - 100 кПа, температура среды поддерживалась на уровне 359 К Полученные кривые сушки березовых пиломатериалов представлены на рис 2 Как видно из характера кривых сушки снижение давления среды значительно интенсифицирует удаление влаги из пиломатериала, что особенно заметно при испарении свобод ной влаги В тоже время глубокое разрежение среды (35 кПа) не позволяет максимально сократить продолжительность процесса, что объясняется значительным уменьшением коэффициента теплоотдачи между теплоносителем и влажным материалом (рис 3)

Рис 3 Кривые сушки (а) и скорости сушки (б) березовых пиломатериалов при различных давлениях среды в аппарате 1 - Р„., = 100 кПа, 2 - Рос = 75 кПа, 3 - = 50 кПа, 4 - Р,*, = 35 кПа

Анализ кривых скорости сушки показывает, что при падении влагосодержания древесины ниже 25% пониженное давление среды приводит к снижению интенсивности удаления влаги В связи с этим процесс конвективной сушки в среде разреженного теп-

по носителя целесообразно проводить в два этапа при удалении свободной влаги давление в аппарате поддерживать на определенном постоянном значении, при снижении влагосодержания древесины ниже 25% производить повышение давления в зависимости от породы, текущей влажности и толщины сортимента

Для определения рационального остаточного давления в аппарате при удалении свободной влаги в результате проведенного физического моделирования было установлено, что при удалении свободной влаги из материала снижение рабочего давления в аппарате до значений 50 - 60 кПа вызывает наибольшую интенсификацию процесса Дальнейшее понижение давления к такому результату не приводит, что объясняется значительным уменьшение коэффициента теплоотдачи Повышение давления среды существенно выше указанных пределов также снижает скорость удаления влаги за счет уменьшения массоотдачи Поэтому за наиболее рациональное рабочее давление среды в процессе конвективной сушки в среде разреженного теплоносителя можно принять в интервале 50 - 60 кПа

В четвертой главе приводится описание конструкций аппаратов и технологических регламентов для реализации процессов вакуумной сушки древесины с конвективными методами подвода тепла, разработанных в соответствии с рекомендациями по их аппаратурному оформлению, полученными в результате математического моделирования и экспериментальных исследований Представлены результаты промышленного внедрения новых вакуумных аппаратов для сушки древесины и усовершенствование существующих промышленных сушилок.

На основе данных, полученных теоретическими и расчетно-экснерименталь-ными исследованиями, спроектированы и внедрены в промышленную эксплуатацию образцы вакуумных сушильных камер ВОСК-1 и ВОСК-2 с продольной и поперечной схемами циркуляции теплоносителя В результате проведенных испытаний вакуумной камеры ВОСК-1, в которой была организована продольная циркуляция агента сушки, для чего были установлены боковые металлические перегородки, получены профили изменения скорости сушильного агента по ширине штабеля, которые свидететьствовали об увеличении скорости по краям штабеля относительно центральной части Поэтому было предложено боковые перегородки выполнить из газонепроницаемой прорезиненной ткани с провисом, чтобы при включении вентилятора сегментные зазоры, являющиеся нагнетающей линией вентилятора, раздувались, облегая штабель пиломатериалов и обеспечивая, тем самым, равномерную скорость теплоносителя по всему поперечному сечению штабеля

Дтя сушки твердых пород древесины, для которых предпочтительными являются осциллирующие режимы, на базе установок ВОСК-1 и ВОСК-2 разработана конструкция сушилки ВОСК-тандем, особенностью которой является конденсационная установка, которая позволяет осуществлять нагрев пиломатериалов в одной камере за счет тета, отведенного из другой камеры на стадии вакуумирования Подобное ведение процесса позволяет снизить энергозатраты на процесс сушки пиломатериалов до 50 % и отказаться от использования массивных емкостей для испарительного охлаждения хладагента конденсатора

Установка ВОСК-тандем наряду с камерами ВОСК-1 и ВОСК-2 приняты к серийному изготовлению фирмой ЗАО «Ферри Ватт»

Наиболее распространенными и востребованными сушильными камерами в деревообрабатывающей промышленности благодаря своей дешевизне и простоте использования до сих пор остаются конвективные сушилки Однако основным недостатком данных камер является высокая продолжительность процесса, зачастую вызванная низкой

эффективностью теплоподвода, что, в свою очередь, влечет большие энергозатраты, неравномерность высушивания штабеля и, как следствие, неудовлетворите чьное качество конечного продукта Поэтому на базе проведенных исследований по конвективному тепломассообмену были разработаны схемы модернизации существующих конвективных сушильных камер

В результате модернизации лесосушильных камер на предприятии ПСФ «Кар-пентер» была организована поперечно-вертикальная схема циркуляции, которая позволила получить перепад влажности пиломатериалов по штабелю менее 1,5%, что удовлетворяет условиям сушки по II категории качества В результате проведенной модернизации произошло сокращение продолжительности процесса сушки на 20 - 30 % в зависимости от сортиментов Сокращение сроков сушки объясняется равномерным удалением влаги по всему объему штабеля Кроме того, организованная поперечно-вертикальная схема циркуляции сушильного агента позволила проводить процесс при неполной загрузке лесосушильной камеры По данной схеме было модернизировано шесть камер сушильного цеха

Усовершенствование сушильного участка на предприятии «Вельд» позволила увеличить объем разовой загрузки пиломатериалов При этом была организована попе-речно-горизонтатьная схема циркуляции сушильного агента, выравнивание скорости которого по высоте штабеля производилось с помощью установленных боковых перфорированных стенок Необходимое тепловое и циркуляционное оборудование было установлено в верхней части камеры и в боковых зазорах, образованных перфорированными стенками Реализованная схема модернизации позволила увеличить производительность камеры при одновременном предотвращении неравномерности высушивания штабеля

В результате проведенных модернизаций предприятия «Карпентер» и «Вельд» получили годовой экономический эффект в размере соответственно 1147 и 495 тыс руб

В приложении к работе приведены элементы программ расчета исследуемых процессов на ПЭВМ, результаты статистической обработки полученных данных и акты внедрений, подтверждающие практическое использование основных результатов работы предприятиями, результаты промышленных испытаний и паспорта созданных установок

Основные результаты работы

1 В современных условиях при наблюдаемой тенденции роста тарифов на энергоносители, особенно актуальной становится проблема энергосбережения в наиболее энергоемких процессах, к каковым на многих предприятиях относится сушка материалов В связи с этим наиболее перспективными в области сушки древесины многими исследователями признаются вакуумные технологии сушки древесины, поскольку позволяют значительно сократить продолжительность по сравнению с традиционными способами, а значит, снизить себестоимость процесса При этом наиболее перспективным направлением как с позиций себестоимости процесса, так и с позиций качества получаемой продукции считаются вакуумно-конвективные технологии сушки

2 В результате всесторонних исследований разработана математическая модель процесса конвективного тепломассообмена в условиях вакуумных аппаратов, основанная на общей системе дифференциальных уравнений, характеризующейся упрощающими условиями для рассматриваемых физических ситуаций, а также формулировкой начальных и граничных условий

3 Разработана инженерная методика расчета аппаратурного оформления, которая позволяет обоснованно рассчитать оборудование и конструктивные особенности сушильной камеры

4 Разработан алгоритм расчета исследуемых процессов и компьютерная программа для моделирования По известным экспериментальным данным получены функциональные зависимости теплофизических, массопроводных и механических характеристик древесины с целью увеличения точности и повышения автоматизации расчетов

5 Созданы экспериментальные установки для исследования указанных процессов Отдельные решения, положенные в основу лабораторных установок, в дальнейшем нашли использование в аппаратурном оформлении процессов с\шки Экспериментальные установки используются в учебном процессе и позволяют оперативно готовить опытные образцы и осуществлять всестороннее изучение процессов сушки древесины

6 В результате математического моделирования были получены рекомендации по режимным параметрам исследуемых процессов и конструктивным особенностям ваку-умно-конвективных аппаратов сушки наиболее равномерное удаление втаги по штабелю пиломатериалов обеспечивается при поперечной схеме обтекания с установкой нагревательных элементов теплового оборудования только во всасывающем канале вентилятора, конвективную сушку соснового пиломатериала в разреженной среде целесообразно проводить при температуре 80 °С, поскольку продолжительность сушки составляет менее 40 часов, что не влияет на физико-механические свойства древесины, процесс конвективной сушки в среде разреженного теплоносителя целесообразно проводшъ в два этапа при удалении свободной втаги давление в аппарате поддерживать на определенном постоянном значении, при снижении влагосодержания древесины ниже 25% производить повышение давления в зависимости от породы, текущей влажности и толщины сортимента

7 Разработанные методы расчета и представленные конструктивные решения позволили создать новые и усовершенствовать существующие промыциенные установки, которые позволили сократить продолжительность процесса сушки без ущерба качеству пиломатериалов Внедрены в производство промышленные вакуумные сушильные камеры, на базе которых разработана принципиально новая конструкция вакуумной сушилки с большой производительностью

8 Проведенные исследования легли в основу модернизаций существующих конвективных сушильных камер, которые позволили сократить продолжительность и предотвратить неравномерность высушивания штабеля пиломатериалов

9 Научные и прикладные результаты исследований переданы предприятиям и проектным организациям в виде методик расчетов процессов сушки, отчетов, проектов и рекомендаций для реконструкции и проектирования сушильного процесса и оборудования Суммарный годовой экономический эффект от внедрений результатов исследований, подтвержденных соответствующими актами, составил более 2,2 млн руб

Условные обозначения

Т - температура, К, р - плотность, кг/м3, и - влагосодержание материала, кг/кг, р -молекулярная масса, кг/кмоль, с - удельная теплоемкость, Дж/(кг К), г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг, е - критерий парообразования, X - коэффициент теплопроводности, Дж/(м с К), аг - коэффициент температуропроводности, м2/с, ат - коэффициент массопро-водности, м2/с, 8 - относительный термоградиентный коэффициент, 1/К, а - коэффициент теплоотдачи, Дж/(м2 с К), - скорость потока, м/с, (3 - коэффициент массоотдачи, м/с, т -

текущее время, с, х, Е - координаты, И - площадь поверхности, м2, Рм - удельная поверхность материала, приходящаяся на объем теплоносителя, который находится в сушильной камере, м2/м\ J - поток массы, кг/(м2 с), Индексы м - материал, пов - поверхность, рав -равновесное, кал - калорифер, нач - начальный, вых - выходной

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах*

1 Сафин, Р Р Вакуумтя сушка капиллярнопористых коллоидных материалов с периодическим подводом тепловой энергии / Р Р Сафин, Р Г Сафин, Л Р Юнусов, Д А Ахме-това // Химия и химическая технология - 2007 г - Т 50 Вып 11 - С 88-89

2 Юнусов, Л Р Установка для анализа влагосодержания древесных материалов / Л Р Юнусов, Р Р Сафин // Материалы научно-практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов», Казань, 2006 С 310-311

3 Сафин, Р Г Исследование процессов термомодифицирования древесины в среде насыщенного пара / Р Г Сафин, 3 Р Мустафин, Л Р Юнусов, Р Р Гильмиев // Материалы научной сессии, КГТУ, Казань, 2007 г С 305

4 Юнусов, Л Р Экспериментальная установка вакуумной сушки-пропитки древесины / Л Р Юнусов, Р Г Сафин, Н Р Галяветдинов // Российская научно-техническая конференция «Вакуумная техника и технология», Казань, 2007, С 143-145

5 Юнусов, Л Р Исследование сушки термолабильных фармацевтических продуктов / Л Р Юнусов, Р Г Сафин // Материалы научной сессии, КГТУ, Казань, 2007 С 305

6 Сафин, Р Р Усовершенствование технологии вакуумно-кондуктивной сушки пиломатериалов / Р Р Сафин, 3 Р Мустафин, Л Р Юнусов, Д А Ахметова // Сборник научных трудов «Актуальные проблемы лесного комплекса», Выпуск 18, Брянск, 2007 С 141-142

7 Сафин, Р Р Вакуумно-кондуктивная сушка пиломатериалов с «импульсным» подводом тепла / Р Р Сафин, 3 Р Мустафин, Л Р Юнусов, Д А Ахметова // Тезисы докладов XX Международной научной конференции «ММТТ-20», Ярославль, 2007 С 190-192

8 Сафин, Р Р Установка для исследования материальных и тепловых потоков в конвективных сушильных камерах / Р Р Сафин, Л Р Юнусов, 3 Р Мустафин // Материалы научной сессии, КГТУ, Казань, 2008 С 314

9 Юнусов, Л Р Экспериментальное исследование процессов вакуумно-конвекгивной сушки пиломатериалов / Л Р Юнусов, Р Г Сафин // Материалы научной сессии, КГТУ, Казань, 2008 С 312

10 Юнусов, Л Р Разработка энергосберегающего оборудования для сушки материалов/Л Р Юнусов, РР Хасаншин//Материалы научной сессии, КГТУ, Казань, 2008 С 313

11 Положительное решите на выдачу патента РФ по заявке № 2007111612/20 «Установка для сушки древесины» / Р Р Сафин, Р Г Сафин, Л Р Юнусов и др

12 Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке № 2007100542/20 «Сушильная камера» / Р Р Сафин, Р Г Сафин, Л Р Юнусов и др

13 Юнусов, Л Р Исследование процессов пропитки древесины при различных способах воздействия давления / Л Р Юнусов, НР Галяветдинов, А И Ахметзянов, А Е Воронин// Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проб темы развития лесного комплекса», Вологда, 2008 С 60-62

14 Сафин, Р Р Математическая модель тепломассообмена в условиях вакуумных камер / Р Р Сафин, Л Р Юнусов, 3 Р Мустафин, А И Ахметзянов // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса», Вологда, 2008 С 82-85

Формат 60x84/16 Гираж 100 Подписано к нсчик 13 05 2000г

Печать офсетн 1я Уел п л 1,00 Заказ 178

П-ытлил-по К1 АУ/420015 г Казань, ул К Марко л 65 Лицензия 1П издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28 11 2001 г Отпечатано в типографии КГЛУ 420015 г Казань, ул К Маркса, д 65 Казанский государственный аграрный уиииерептет

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И МЕХАНИКИ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ

КОНВЕКТИВНОМ ПОДВОДЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

1.1. Анализ способов сушки древесины, основанных на конвективном методе подвода тепловой энергии

1.2. Анализ конвективного тепло- и массообмена в процессе сушки древесины

1.3. Анализ исследований древесины как объекта сушки 27 Выводы

Глава II. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА В УСЛОВИЯХ ВАКУУМНО-КОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

2.1. Физическая картина процесса

2.2. Формализация процесса

2.3. Математическое описание процессов сушки пиломатериалов при конвективных способах подвода тепла

2.5. Алгоритм расчета процесса конвективной сушки пиломатериалов

2.6. Инженерная методика расчета вакуумно-конвективной сушильной камеры

Выводы

Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПРИ КОНВЕКТИВНОМ ТЕПЛОПОДВОДЕ

3.1. Экспериментальная установка для исследования материальных и тепловых потоков в конвективных сушильных камерах

2.2. Установка для исследования кинетики вакуумной сушки материала с подводом тепла от газообразного теплоносителя

2.3. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процессов, протекающих при сушке древесины в вакуумно-конвективных камерах

Выводы

Глава IV. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ВАКУУМНО-КОНВЕКТИВНОЙ СУШКЕ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

4.1. Разработка вакуумно-конвективной сушильной камеры с продольной циркуляцией теплоносителя

4.2. Разработка вакуумно-конвективной камеры с поперечной циркуляцией

4.3. Результаты испытаний вакуумно-конвективных сушильных камер ВОСК-1 и ВОСК

4.4. Разработка аппарата вакуумно-конвективной сушки, реализующей энергосберегающую технологию

С каждым годом к сушке пиломатериалов на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях предъявляются все более жесткие условия, требующие сокращения энергозатрат и длительности процесса сушки без ущерба качеству высушиваемого материала. В связи с этим камерная сушка становиться одним из важнейших участков предприятий, ответственным звеном общего технологического процесса обработки древесины.

Актуальность темы. В современных условиях при наблюдаемой тенденции роста тарифов на энергоносители, особенно актуальной становится проблема энергосбережения в производственно-хозяйственной деятельности предприятий. По оценкам специалистов в ближайшие годы государство перестанет регулировать цены на электроэнергию, и они будут определяться законами спроса и предложения. Поэтому внедрение энергосберегающих технологий является одним из важных направлений повышения эффективности производства и умелого ведения технологических процессов в рыночных условиях хозяйствования предприятий.

При этом одним из самых энергоемких процессов на многих предприятиях является сушка. Особенное значение данный технологический процесс приобретает в условиях, когда необходимо сохранение определенных свойств высушиваемого материала. В частности, продолжительность сушки массивной древесины, занимает от двух недель до двух месяцев в зависимости от сортамента высушиваемого пиломатериала, что обусловлено развитием внутренних сушильных напряжений, приводящих к нарушению целостности и снижению качества сушки. Подобная длительность процесса приводит к значительному потреблению тепло- и электроэнергии. Но даже при высоких издержках рассматриваемого процесса не удается избежать низкого качества высушиваемого пиломатериала, поскольку на предприятиях зачастую работают морально и физически устаревшие конструкции сушильных камер. В то время как в рыночных условиях, становясь объектом товарно-денежных отношений, обладающим экономической самостоятельностью и полностью отвечающим за результаты своей хозяйственной деятельности, предприятие должно особое внимание уделить сокращению производственного цикла и повышению качества конечного продукта, что обеспечит его высокую конкурентоспособность и устойчивость положения на рынке.

Значительно сократить продолжительность процесса, а значит, и снизить её себестоимость позволяют вакуумные технологии сушки материалов. Кроме того, возможность ведения процесса при более низких температурах позволяет исключить снижение качественных характеристик капиллярнопори-стых коллоидных тел, что особенно важно при сушке пиломатериалов из древесины ценных трудносохнущих лиственных пород или термолабильных материалов.

Однако при сушке в вакууме возникает проблема подвода тепловой энергии к высушиваемому материалу. Такие известные методы подвода теплоты, как контактное, диэлектрическое нагревание или нагрев в СВЧ-поле не всегда позволяют получить требуемое качество или приводят к значительному удорожанию стоимости сушильного процесса. Поэтому наиболее перспективным направлением, как с позиций себестоимости процесса, так и с позиций качества получаемой продукции, считаются вакуумные технологии сушки с подводом тепла конвекцией, которые можно осуществлять путем чередования стадий нагрева и вакуумирования (осциллирующие технологии) или конвективной сушкой в разреженной среде. При этом в качестве теплоносителя могут быть использованы влажный горячий воздух или перегретый пар.

Несмотря на все преимущества вакуумных технологий на этапе их аппаратурного оформления возникают серьезные затруднения, связанные с выбором рациональной конструкции аппаратов и режимов их работы. Поскольку разработанные ранее применительно к традиционными атмосферным конвективным камерам технологические решения по созданию равномерного подвода тепловой энергии конвекцией в условиях вакуумных аппаратов вызывают значительные затруднения, вследствие необходимости экономии дорогостоящего вакуумного пространства. Поэтому существующие в настоящее время на рынке сушильной техники вакуумно-конвективные камеры в большинстве своем не удовлетворяют требованиям по равномерности конечной влажности высушенного штабеля.

Поэтому разработка методов расчета процессов, протекающих при ва-куумно-конвективной сушке пиломатериалов, совершенствование действующих и создание новых высокоэффективных вакуумных аппаратов, позволяющих получать равномерную по штабелю конечную влажность, а также разработка новых ресурсо- и энергосберегающих технологий и их аппаратурного оформления является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 24 января 1998 г. № 80 «О федеральной целевой программе «Энергосбережение России на 1998 - 2005 годы»»; координационным планом НИР ВУЗов по процессам и аппаратам химических производств и кибернетике химико-технологических процессов.

Цель работы состоит в разработке метода расчета и аппаратурного оформления процессов вакуумно-конвективной сушки пиломатериалов.

В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие задачи: разработка математической модели для процессов вакуумно-конвективной сушки пиломатериалов, отражающей особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов; разработка инженерной методики расчета, позволяющей рассчитать оборудование и конструктивные особенности вакуумно-конвективной сушильной камеры; разработка алгоритма расчета и моделирование процессов, с целью рекомендации режимных параметров исследуемых процессов и конструктивных особенностей вакуумно-конвективных аппаратов сушки; разработка экспериментальных установок для физического моделирования рассматриваемых процессов; разработка аппаратурного оформления технологических процессов вакуумной сушки древесины при конвективных методах теплоподвода; промышленная реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований и конструкторских разработок; реализация результатов исследований применительно к традиционным конвективным сушильным камерам.

Научная новизна. Впервые исследованы закономерности конвективного теплоподвода к пиломатериалам в условиях вакуумных аппаратов сушки: создано математическое описание технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке древесных пиломатериалов, отражающее особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов; по результатам математического моделирования и экспериментальных исследований выявлены пути интенсификации процессов и повышения качества высушиваемого пиломатериала; разработана энергосберегающая технология вакуум-осциллирующей сушки древесины и конструкция комплекса вакуумной сушки для её реализации.

Практическая ценность. В результате исследования технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке пиломатериалов: разработаны новые конструкции сушильного оборудования, а также конструктивные рекомендации, направленные на улучшение качества высушиваемого материала; разработана инженерная методика расчета вакуумно-конвективной камеры; предложены режимные рекомендации для проведения вакуумноконвективной сушки пиломатериалов; разработаны и реализованы рекомендации по усовершенствованию существующих конвективных камер для сушки пиломатериалов; разработаны экспериментальные установки и методики исследований, позволяющие определить недостающие для моделирования характеристики.

Реализация работы. Результаты проведенных в работе исследований реализованы при создании конструкторских решений, методик расчета, конструкторской документации, паспортов и инструкций по эксплуатации.

Внедрение вакуумных аппаратов для сушки массивной древесины на деревообрабатывающих предприятиях «Искра» и «Айлант» осуществлено с общим экономическим эффектом свыше 800 тыс. руб.

Деревообрабатывающим предприятиям «Карпентер» и «Вельд» передана конструкторская документация по усовершенствованию конвективных камер периодического действия с целью снижения продолжительности и повышения качества сушки. Экономический эффект от внедрения данных технических решений составил более 1,6 млн. руб.

Разработанные конструкции аппаратов приняты к серийному изготовлению предприятием ЗАО «Ферри Ватт», специализирующемся на производстве вакуумного оборудования.

Разработанные экспериментальные установки, методики исследований и программные продукты внедрены в учебный процесс в рамках курсов «Гидротермическая обработка и консервирование древесины» и «Методы математического моделирования процессов в деревообработке».

Основные положения, выносимые на защиту. Решение проблемы, состоящей в создании ресурсо- и энергосберегающих технологий и аппаратурного оформления процессов вакуумно-конвективной сушки древесины, на основе режимных параметров и конструктивных характеристик, полученных в результате расчета математического описания, а именно: математическое описание технологических процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке древесных пиломатериалов, отражающее особенности подвода тепла конвекцией в условиях вакуумных аппаратов; результаты математического моделирования и экспериментальных исследований вышеуказанных процессов; методику расчета вакуумно-конвективной сушильной камеры; способы и конструкции установок вакуумной сушки с подводом тепла от газообразного теплоносителя; усовершенствованные схемы конвективных камер периодического действия для сушки пиломатериалов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Брянск, 2007); «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» (Казань, 2006); «Вакуумная техника и технология» (Казань, 2007), а также на научных сессиях по технологическим процессам Казанского государственного технологического университета (Казань, 2006-07).

Личное участие автора состоит в выборе темы и разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изготовлены лабораторные установки; разработаны, спроектированы и изготовлены опытно-промышленные образцы вакуумных сушильных установок, выполнены эксперименты и проведены промышленные испытания; разработаны и реализованы мероприятия по усовершенствованию ряда существующих технологических процессов. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ.

Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале и 2 положительных решения на выдачу патентов РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Выводы

Представлены описания конструкций аппаратов для реализации процессов вакуумной сушки древесины с конвективными методами подвода тепла, разработанных в соответствии с рекомендациями по их аппаратурному оформлению, полученными в результате математического моделирования. Приведены результаты промышленного внедрения новых вакуумных аппаратов для сушки древесины и усовершенствование существующих промышленных сушилок.

На основе данных, полученных теоретическими и расчетно-экспериментальными исследованиями, спроектированы и внедрены в промышленную эксплуатацию образцы вакуумных сушильных камер ВОСК

1 и ВОСК-2 с продольной и поперечной схемами циркуляции теплоносителя.

Разработана конструкция сушилки ВОСК-тандем, предназначенная для сушки твердых пород древесины. Особенностью сушилки ВОСК-тандем является конденсационная установка, которая позволяет осуществлять нагрев пиломатериалов в одной камере за счет тепла, отведенного из другой камеры на стадии вакуумирования. Подобное ведение процесса позволяет снизить энергозатраты на процесс сушки пиломатериалов в более чем 2 раза и отказаться от использования массивных емкостей для испарительного охлаждения хладагента конденсатора.

Согласно проведенным исследованиям наиболее экономически оправданной при многотонажных производствах столярно-строительных изделий, в особенности из мягких хвойных пород древесины являются конвективные камеры периодического действия с большим объемом загрузки. Поэтому на базе исследований вакуумно-конвективной сушки древесины разработаны схемы модернизации существующих сушильных камер конвективного действия.

В результате модернизации конвективных лесосушильных камер на деревообрабатывающих предприятиях произошло сокращение продолжительности процесса сушки на 20 - 30 % в зависимости от сортиментов при одновременном предотвращении неравномерности высушивания штабеля. Годовой экономический эффект от модернизации сушильных камер составил более 1,6 млн. руб.

Суммарный годовой экономический эффект от реализации представленных разработок составил более 2,2 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современных условиях при наблюдаемой тенденции роста тарифов на энергоносители, особенно актуальной становится проблема энергосбережения в наиболее энергоемких процессах, к каковым на многих предприятиях относится сушка материалов. Особенное значение данный технологический процесс приобретает в условиях, когда необходимо сохранение определенных свойств высушиваемого материала. В частности, продолжительность сушки массивной древесины, являющаяся наиболее ярким представителем капиллярнопористых коллоидных материалов, занимает от двух недель до двух месяцев в зависимости от сортамента высушиваемого пиломатериала, что обусловлено развитием внутренних сушильных напряжений, приводящих к нарушению целостности и снижению качества сушки. Подобная длительность процесса приводит к значительному потреблению тепло- и электроэнергии. Но даже при высоких издержках рассматриваемого процесса не удается избежать низкого качества высушиваемого пиломатериала, вследствие развития высоких внутренних напряжений при традиционных конвективных способах удаления влаги.

В связи с этим наиболее перспективными в области сушки древесины многими исследователями признаются вакуумные технологии сушки древесины, поскольку позволяют значительно сократить продолжительность по сравнению с традиционными способами, а значит, снизить себестоимость процесса. Кроме того, возможность ведения сушки при более низких температурах позволяет исключить потемнение древесины и снижение её механических характеристик. При этом наиболее перспективным направлением как с позиций себестоимости процесса, так и с позиций качества получаемой продукции считаются вакуумно-конвективные - технологии сушки. ~ -----

Несмотря на все преимущества вакуумных технологий на этапе их аппаратурного оформления возникают серьезные затруднения, связанные с выбором рациональной конструкции аппаратов и режимов их работы. Поэтому разработка методов расчета процессов, протекающих при вакуумно-конвективной сушке пиломатериалов, совершенствование действующих и создание новых высокоэффективных ресурсо- и энергосберегающих технологий и их аппаратурного оформления является актуальной задачей.

Возможность проведения исследований данных процессов по единой методике связана, как показал обзор литературы, с общностью дифференциальных уравнений переноса потенциала, структуры движущей силы и идентичностью выражений для межфазных потоков переноса. При этом движущей силой является разность парциальных давлений паров удаляемой жидкости над поверхностью влажного материала и в парогазовой фазе.

В результате всесторонних исследований разработаны инженерная методика расчета аппаратурного оформления и математическая модель процессов, протекающих при вакуумной сушке пиломатериалов с конвективными способами подвода тепла, основанные на общей системе дифференциальных уравнений, характеризующейся упрощающими условиями для рассматриваемых физических ситуаций, а также формулировкой начальных и граничных условий. Адекватность методов расчета подтверждена экспериментами, проведенными на лабораторных и промышленных установках.

Разработанная инженерная методика расчета аппаратурного оформления позволяет обоснованно рассчитать оборудование и конструктивные особенности сушильной камеры.

Разработан алгоритм расчета исследуемых процессов и компьютерная программа для моделирования. По известным экспериментальным данным получены функциональные зависимости теплофизических, массопроводных и~механических~характеристик~древесины~сГ~целью увеличения точности и повышения автоматизации расчетов.

Созданы экспериментальные установки для исследования указанных процессов. Отдельные решения, положенные в основу лабораторных установок, в дальнейшем нашли использование в аппаратурном оформлении процессов сушки. Экспериментальные установки используются в учебном процессе и позволяют оперативно готовить опытные образцы и осуществлять всестороннее изучение процессов сушки древесины.

В результате математического моделирования были получены рекомендации по режимным параметрам исследуемых процессов и конструктивным особенностям вакуумно-конвективных аппаратов сушки.

Разработанные методы расчета и представленные конструктивные решения позволили создать новые и усовершенствовать существующие промышленные установки, которые позволили сократить продолжительность процесса сушки без ущерба качеству пиломатериалов. Внедрены в производство промышленные вакуумные сушильные камеры, на базе которых разработана принципиально новая конструкция вакуумной сушилки с большой производительностью.

Проведенные исследования легли в основу модернизацией существующих конвективных сушильных камер, которые позволили сократить продолжительность и предотвратить неравномерность высушивания штабеля пиломатериалов.

Научные и прикладные результаты исследований переданы предприятиям и проектным организациям в виде методик расчетов процессов сушки, отчетов, проектов и рекомендаций для реконструкции и проектирования сушильного процесса и оборудования. Суммарный годовой экономический эффект от внедрений результатов исследований, подтвержденных соответствующими актами, составил более 2,2 млн. руб.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Т - температура, К;

Р, р - полное и парциальное давление, Па; m - масса, кг;

V - объем, м3; р - плотность, кг/м3;

U - влагосодержание материала, кг/кг;

W - влажность материала, %;

JLX - молекулярная масса, кг/кмоль;

С - удельная теплоемкость, Дж/(кг • К); г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг;

8 - критерий парообразования;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль • К);

X - коэффициент теплопроводности, Дж/(м • с ■ К); а,- - коэффициент температуропроводности, м /с; ащ - коэффициент массопроводности, м /с;

8 - относительный термоградиентный коэффициент, 1/К; а - коэффициент теплоотдачи, Дж/(м2 • с • К);

W - скорость потока, м/с;

3 - коэффициент массоотдачи, м/с;

К - коэффициент теплопередачи,

Дж/(м2 • с • К);

X - текущее время, с; х, у, z, I - координаты; F - площадь поверхности пиломатериалов; j - поток массы, кг/(м • с);

Аи - изменение интегрального влагосодержания материала, кг/кг; *

Б = - толщина пиломатериала, м;

А,тр - коэффициент сопротивления трения, Н/м3;

Ь - ширина пиломатериала, м;

1 - длина пиломатериала, м; т! - количество пиломатериалов в аппарате, шт.;

8 — площадь сечения, м2;

П — периметр, м;

Ь - высота, м; - невязка аппроксимации;

С2 - объемная производительность, м3/с; кон ~~ поверхность теплообмена конденсатора, м2;

Усв - объем аппарата незанятый материалом, м3;

С - массовый расход, кг/с; - коэффициент местных сопротивлений;

1 - диаметр паропровода парогенератора, м;

А^р - средний температурный напор, К;

8ШТ - площадь поперечного сечения штабеля, м2;

Ь - длина штабеля, м;

Осуш - диаметр сушильной камеры, м; б' - толщина стенки сушилки, м;

С)1 - количество теплоты, Дж;

0'вен - производительность вентилятора, м3/с;

N - мощность, Вт;

Н - напор, Па. п - пар; ср - среда; пг - парогенератор; м - материал; пов - поверхность; пр - прокладка; д.в. - древесинное вещество; б - базисная; с.м - абсолютно сухой материал; вл.м - влажный матеирал; рав - равновесное; п.г - предел гигроскопичности; кон - конденсатор; пр - прогрев; вен - вентилятор; сег - сегментный зазор; вн - вакуумный насос; кал - калорифер; хар - характеристический; вак - вакуумирование; ост - остаточное; атм - атмосферное; пер - перегретый; нас - насыщенный;

О - начальный; кн - конечный; ц-цикл цен - центр.

1. Алпаткина Р.П. Исследование влагопроводности древесины главнейших отечественных пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: 1971. - 28 с.

2. Ананьин П.И., Петри В.Н. Высокотемпературная сушка древесины. — М.: Гослесбумиздат, 1963. 127 с.

3. Ананьин П.И., Удальцова А.П., Минина Л.Э. Режимы сушки березовых пиломатериалов. // Тезисы докладов семинара и совещания Всесоюзного координационного совета при сушке древесины. Саласпилс, 1933. - С. 124126.

4. Андреева A.A., Преловская A.A. Сравнительная оценка методов расчета продолжительности сушки пиломатериалов. // Деревообрабатывающая промышленность. 1970. — № 11.-С. 12-14.

5. Арциховская Н.В. Исследование влагопроводности древесины. // Науч. тр. ин-та леса АН СССР,- 1953.-Т. IX.-С. 127- 157.

6. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. — Л.: Химия, 1968. -343 с.

7. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Л.: Химия, 1979. - 176 с.

8. Белянкин Ф.П., Яценко В.Ф. Деформативность и сопротивляемость древесины. АН УССР, 1957.

9. Гамаюнов Н.И., Гамаюнов С.Н. Изменение структуры коллоидных капиллярно-пористых тел в процессе тепломассопереноса. // ИФЖ. 1996. - Т. 69.-№6.-С. 954-957.

10. Гей H.H. Влияние скорости движения воздуха на процесс сушки древесины. Дисс. . канд. техн. наук. Киев, 1950.--11. Геллер З.Иг Измельчение топлива методом «сброса»-давления. //Тр.-нефтяного ин-та. 1954, № 14. - С. 42-68.

11. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В 2-х т. М.: Химия, 1981. - 812 с.

12. Герг С., Син К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.,1970.

13. Гернет М.Г., Кулакова В.В., Попова М.В. Интенсифицированные режимы сушки экспортных пиломатериалов. // Деревообрабатывающая промышленность. 1933, № 1. - С. 7-3.

14. Глазнев В.Н., Коптюг И.В., Коробейников Ю.Г. Физические особенности акустической сушки древесины. // ИФЖ. 1999. - Т. 72. - № 3. - С. 437439.

15. Горяев A.A., Новиков A.B., Преловский В.Б., Самородов А.Т. Ваку-умно-диэлектирическая сушка заготовок древесины для мебели / Научно-техн. и произв. сб. «Технология судостроения». JL: 1982, № 4, с. 54-56.

16. ГОСТ 16483.0-78 «Древесина. Методы испытаний. Общие требования».

17. ГОСТ 16483.21-72 «Древесина. Методы отбора образцов для определения свойств после технологической обработки».

18. ГОСТ 6336-52. «Методы физико-механических испытаний древесины»

19. Гринхил B.JT. Влияние скорости циркуляции воздуха на сушку древесины. Перевод с англ. ЦНБТ, 1936.

20. Дан П., Рей Д. Тепловые трубы: Пер. с англ. М.: Энергия, 1979.

21. Данилин Б.С., Минайчев В.Е. Основы конструирования вакуумных систем. М.: Энергия, 1971. 392 с.

22. Данилов О.Л., Леончик Б И. О преимуществах использования перегретого пара атмосферного давления в процессах сушки. // ИФЖ. 1967. - Т. 13. -№ 3. - С. 283-288.

23. Дерягин Б.В., Альтшуллер М.А. О диффузионном извлечении из пористых материалов^ процессе капиллярной пропитки // Коллоидный журнал. -1946. Т. 8. - № 1 - 2 . - С. 83-87.

24. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М.: Физматгиз, 1963 г. 400 с.

25. Дикие В.М. Сушка сыпучих пищевых продуктов «сбросом» давления в потоке перегретого пара: Автореф. дисс. к.т.н. Воронеж, 1970.

26. Иванов Ю.М. Предел пластического течения древесины. Стройиздат,1948.

27. Иванов Ю.М., Баженов В. А. Исследования физических свойств древесины. АН СССР, 1959.

28. Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Ягодкин И.В. Физические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1978.

29. Идельчик И.Е. Аэродинамика промышленных аппаратов. М.: Энергия, 1964. - 287 с.

30. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М., «Машиностроение», 1975.

31. Изучить реологические показатели древесины основных отечественных пород. МЛТИ. Отчет по научно-исследовательской теме № 102, 1972.

32. Иоффе И.И., Письмен Л.М. Инженерная химия гетерогенного катализа. Л.: Химия, 1972. - 462 с.

33. Ирисов A.C. Испаряемость топлив для поршневых двигателей и методы её использования. М.: Гостоптехиздат, 1955. - 300 с.

34. Исаев Н.В., Кочмарев Л.Ю. и др. Вакуумно-кондуктивная сушильная камера с гибкими электронагревателями.//Деревообраб. пром-ть. 1994- С.5-8.

35. Исаев С.М., Кожинов И.А., Кофапов В.И. и др. Теория тепломассообмена. М.: Высшая школа, 1979, 495 с.

36. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977.

37. Исследование закономерностей процесса сушки древесины при повышенных скоростях циркуляции сушильного агента: Отчет НИС МЛТИ. М.: 1970.- 196 с.

38. Mcclieдавание и~внедрение высокотемпературных режимов сушки пиломатериалов, МЛТИ. Отчет по научно-исследовательской теме № 121, 1961.

39. Исследование реологических свойств и режимов сушки древесинытрудносохнущих пород. МЛТИ. Отчет по научно-исследовательской теме № 104, 1965.

40. Исследование термовлагопроводности древесины сосны: Отчет НИС МЛТИ. М.: 1977.-71 с.

41. Калиткин H.H. Численные методы. М.: Наука, 1978. - 512 с.

42. Калихман Л.Е. Турбулентный пограничный слой несжимаемой жидкости на пористой стенке. // ЖТФ. 1985. - Т. XXV. - № 11.

43. Кантер K.P. О тепловых свойствах древесины. // Деревообраб. пром-ть.- 1957.-№7.-С. 17-18.л

44. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971.-784 с.

45. Кассандрова О.П., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука, 1970.- 104 с.

46. Каухчешвили Э.И. Исследование сушки и замораживания мясопродуктов в условиях высокого вакуума: Дисс. . к.т.н.: М., 1950.

47. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976. - 464 с.

48. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. М.: Наука, 1976. - 500 с.

49. Кирилов Н.М. Расчет процесса тепловой обработки древесины при интенсивном теплообмене. М.: Гослесбумиздат,1959. - 87 с.

50. Киреев В.А. Курс физической химии. М.: Химия, 1975. - 776 с.

51. Кислицин А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. М.: Лесная промышленность, 1990.

52. Кныш В.А. Исследование процесса конвективной и радиационно-конвективной сушки шпона: Дисс. . канд. техн. наук. Л.: 1969.

53. Коган В.Б. Гетерогенные равновесия. Л.: Химия, 1968. - 432 с.---55гКоган~В:БтгФридман~В:М~ Кафаров" В.ВГРавновесие между жидкостью и паром. М.: Наука, 1966. 1426 с.

54. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высш. шк.,1988.-287 с.

55. Корякин В.И. Термическое разложение древесины. M.-JL: Гослес-бумиздат, 1962.

56. Красу хина Л.П. О рациональных режимах сушки березовых пиломатериалов в камерах периодического действия. // Деревообрабатывающая промышленность. 1963, № 6. - С. 5-7.

57. Красухина Л.П. Деформативность древесины и режимы её камерной сушки. Дисс. . канд. техн. наук. -М., 1989.

58. Кречетов И.В. Влажностные деформации древесины. // Деревооб. пром-сть, 1958. -№4. -С. 10-14.

59. Кречетов И.В. Сушка древесины. М.: Леси, пром-сть, 1980. - 432 с.

60. Кречетов И.В. Сушка пиломатериалов. М.: Гослестехиздат, 1946.

61. Кречетов И.В. Сушка древесины топочными газами. М.: Гослес-бумиздат, 1961.

62. Кротов Л.Н. Рациональная структура режимов сушки пиломатериалов. Деревообрабатывающая промышленность, 1988, № 1. С. 14-15.

63. Кришер О. Научные основы техники сушки. М.: Иностранная литература, 1961 г. - 232 с.

64. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Высшая школа, 1970. - 438 с.

65. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

66. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М.: Энергоатомиздат, 1952. - 323 с.

67. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Теплообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергия, 1972. - 341 с.

68. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Турбулентный пограничный слой газа па проницаемой-стенке. //-ПМТФ,-№-1 —1962,-----------

69. Куц П.С., Пикус И.Ф. Теплофизические и технологические основы сушки высоковольтной изоляции. Минск: Наука и техника, 1979. - 294 с.

70. Лабунцов Д.А. Теплопередача при пленочной конденсации чистых паров на вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах. // Теплоэнергетика. 1957, № 7. - С. 72-80.

71. Лабунцов Д.А., Зудин Ю.Б. Процессы теплообмена с периодической интенсивностью. М.: Энергоиздат, 1984. - 284 с.

72. Лабутин В.А. Методы расчета и аппаратурное оформление процесса сушки при удалении органических жидкостей и их смесей: Дисс. . докт. техн. наук. Казань, 1984. - 370 с.

73. Лабутин В.А., Голубев Л.Г. Испарение жидкости с поверхности высушиваемого материала при адиабатических условиях. // Тез. докл. XIII Всесоюзн. конф. по вопросам испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. Одесса, 1979. - С.76-77.

74. Лабутин В.А., Голубев Л.Г. Нестационарный тепломассоперенос при сушке понижением давления. // ИФЖ. 1983. - Т.45. - № 2. - С. 271-275.

75. Лапшин Ю.Г. Исследование напряженного состояния в начальный период сушки пиломатериалов: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. МЛТИ, 1966.

76. Лапшин Ю.Г. Исследование плоского напряженного состояния в начальный период сушки пиломатериалов. М.; Дис. к.т.н., 1966.

77. Лапшин Ю.Г. Некоторые задачи деформирования материалов при переменных температурах и влажности. // Лесной журнал, 1970, № 1.

78. Лапшин Ю.Г., Пинтус Л.В. Применение метода конечных элементов для исследования плоского напряженного состояния. // Лесной журнал. 1975, № 1-е. 14-29. - " ~ " ------

79. Лащинский A.A., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970 г. - 752 с.

80. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. М.: Энергия, 1972.-320 с.

81. Лебедев П.Д. Сушка инфракрасными лучами. ГЭИ, 1955.

82. Леонтьев А.И. К расчету турбулентного тепло- и массообмена в период постоянной скорости сушки. // Научн. труды. МЛТИ, 1958.

83. Леонтьев Н. Л. Упругие деформации древесииы. Гослесбумиздат,1952.

84. Леонтьев Н.Л. Экспериментальные исследования сопротивления древесины длительному воздействию нагрузки. // Тезисы докладов совещания по теории прочности древесины. ВНИИТО строителей, 1952.

85. Лепарский Л.О. Исследование усадки и напряжений в древесине в условиях высокотемпературной сушки при изготовлении строительных деталей. М.; Дис. канд. техн. наук, 1962.

86. Лесохин Е.И., Рашковский П.В. Теплообменники-конденсаторы в процессах химической технологии. Л.: Химия, 1990. — 288 с.

87. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. ГИТЛЛ, 1967.

88. Лыков A.B. О системах дифференциальных уравнений тепломассо-переноса в капиллярно-пористых телах. ИФЖ. - 1974. - T.XXVI. - № 1. - С. 18-25.

89. Лыков М.В. Теория сушки. М., 1968. 472 с.

90. Лыков A.B. Теория теплопроводности, ГИТЛ, 1952.

91. Лыков A.B. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. - 463 с.

92. Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки. Л.: Госэнер-гоиздат, 1956. - 464 с.

93. Лыков A.B. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М., 1954. 448 с.

94. Лыков A.B., Ауэрман Л.Я. Теория сушки коллоидных капиллярно- пористых материалов пищевой промышленности. М.~: Пищепромиздат, 1946,287 с.

95. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.

96. Л.: Госэнергоиздат, 1963. 535 с.

97. Любимов Н.Я. Теория и практика сушки дерева. Москва, 1932.

98. Маньковский О.Н., Толчинский Л.Р., Александров М.В. Теплооб-менная аппаратура химических производств. Л.: Химия, 1976. - 368 с.

99. Мартыненко О.Г., Павлюкевич Н.В. Тепло- и массоперенос в пористых средах. //ИФЖ.- 1998. -Т. 71. № 1. - С. 5-18.

100. Марчук Г.Н. Методы вычислительной математики. Новосибирск: Наука, 1973.-455 с.

101. Матулевич В.П. Расчет скорости сушки при обтекании потоком газа пластин с образованием ламинарного пограничного слоя. МЛТИ, 1958.

102. Матюхин С.И., Фроленков К.Ю., Антонов О.Н., Игошин В.М. Поверхностное натяжение и адгезионные свойства тонкопленочных покрытий // Труды 6-й Междунар. конференции "Пленки и покрытия 2001".- СПб: Изд. СПбГТУ, 2001, с.577-581.

103. Мелешина Л.П. Результаты исследования деформативности древесины березы. // Сб. научн. Трудов МЛТИ. Вып. 190, С. 49-52.

104. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений, рацпредложений. // Экономическая газета. 1977. - № 10. - С. 11-14.

105. Микит Э.А., Уиманис К.К. Интенсификация сушки пиломатериалов в камерах периодического действия. Гослесбумиздат, 1957.

106. Мингазов М.Г., Качалин Н.В. Осциллирующие режимы сушки пиломатериалов. -М., 1976. 49 с.

107. Миненков В.А. Напряжения и деформации при интенсивной сушке пластин. ИФЖ. - 1992. - Т. 63. - № 2. - С. 237-241.

108. Миронов В.П. Исследование термической массопроводности древесины: Автореф. дис. кан. техн. наук: М., 1959. - 12 с.

109. Ш.Миронов В.П. Исследование термовлагопроводности древесины. // «Сушка древесины», сб.науч.трудов, Архангельск, 1958.

110. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.:1. Наука, 1971.-576 с.

111. Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром. М.: Энергия, 1967.200 с.

112. Михайлов Ю.А. Тепло- и массообмен при сбросе давления. // ИФЖ. 1961.-Т. IV. - № 2.- С.33-43.

113. Михеева Н.С. Исследование механизма сушки влажных материалов. // Труды МТИПП. 1956. Вып. 6. - С. 64-77.

114. Мурашко М.Г. Исследование фильтрационного движения жидкости с учетом влияния явлений тепломассопереноса. // ИФЖ. 1961. Т. IV. - № 9.

115. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. М., Высшая школа, 1991 . - 480 с.

116. Мучник Г.Ф. Решение задач теплопроводности методом сеток. В кн.: Тепло- и массоперенос. Т. 5. - Минск: Изд-во АН БССР, 1963. - 585 с.

117. Муштаев В.И., Ульянов В.М., Тимонин A.C. Сушка в условиях пневмотранспорта. — М.: Химия, 1984. 232 с.

118. Нестеренко A.B. Экспериментальное исследование тепло и массообмена при испарении жидкости со свободной водной поверхности. // ЖТФ. -1954. Т. XXIV. - Вып. 4. - С. 729-741.

119. Нудельман А.Б. Многокорпусная вакуум кристаллизационная установка. // Химическая промышленность. 1951. — № 1. - С. 10.

120. Ньюберг А. Обсуждение вопросов сушильного хозяйства. Перевод с англ. ЦНТБ, 1941.

121. Об основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 — 1990 годы"и на период до"2000 года. М.: Политиздат, 1986.-63 с.

122. Обливин А.Н., Воскресенский А.К., Семенов Ю.П. Тепло- и массоперенос в производстве древесностружечных плит. М.: Лесн. пром-сть, 1978.- 192 с.

123. Огарков Б.И. Влияние ползучести и релаксации напряжений на влажностные напряжения при сушке прессованной древесины. // Труды Всесоюзной научно-технической конференции по сушке древесины. Архангельск, 1968.

124. Огарков Б.И. Определение температурно-влажностных напряжений и деформаций в пластических массах и древесине. // Машиностроение. 1966, №6.

125. Огарков Б.И. Теория упругого последействия древесины. // ЖТФ. — Т. XXVII.- 1957.

126. Огарков Б.И., Апостол A.B., Огаркова Т.В. Теоретическое обоснование продолжительности технологических процессов сушки древесины. // Технология и оборудование деревообрабатывающих производств: Межвуз. сб. науч. тр. ЛТА, 1988, С. 16-19.

127. Определение реологических показателей древесины в условиях атмосферной сушки в пакетных штабелях. МЛТИ. Отчет по научно-исследовательской теме № 102, 1970.

128. Орловский М.А., Кукушкина Т.Н. Оборудование сушильных производств. М.: Пищевая пром-сть, 1973. - 240 с.

129. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1969. - 432 с.

130. Павлов П.А. Динамика вскипания сильно перегретых жидкостей. -Свердловск: УрО АН СССР, 1988. 240 с.

131. Патент РФ № 2137995, МКИ F 26 В 9/06, 5/04. Сушильная у становка / Г.Н. Кочнев, В.П. Макшанцев, В.Н. Ослонович, A.B. Тетельмин. 4 с.

132. Патякин В.И., Тишин Ю.Г., Базаров С.М. Техническая гидродинамика древесины. М.: Лесн. Пром-сть, 1990. - 304 с.

133. Пейч H.H. Исследование и установление параметров лесосушил непрерывного действия. Научный отчет. ЦНИИМОД, 1949.

134. Пинчевская Е.А. Влияние температуры сушки на усадку древесины. / Состояние и перспективы развития сушки древесины. Тез. док. Архангельск, 1985. С. 81-82.

135. Перелыгин JI.M. Строение древесины. М.: Лесная промышленность, 1954.-200 с.

136. Перелыгин Л.М., Уголев Б.Н. Древесиноведение. М.: Лесная промышленность, 1971. -286 с.

137. Першаков H.A. Комбинированная сушка древесины. ЦНИИМОД,1952.

138. Першаков H.A. Конвективная высококачественная сушка древесины. -М.: Гослесбумиздат, 1963. 62 с.

139. Пижурин A.A., Розенблит М.С. Исследования процессов деревообработки. -М.: Лесная промышленность, 1984. 231 с.

140. Полонская Ф.М. Тепло- и массообмен в период постоянной скорости сушки. // ЖТФ. Т. XXIII. Вып. 5., 1953.

141. Поснов Б.А. Внутренние напряжения в древесине при её сушке. Отчет по научно-исследовательской теме ЦНИИМОД, 1939.

142. Поснов Б.А. Некоторые теоретические вопросы сушки древесины. // Лесопромышленное дело. 1932, № 7, 8, 9.

143. Поснов Б.А. Обобщенное уравнение скорости процессов тепло- и массообмена твердых тел. // ИФЖ, 1953. № 5. - С. 865.

144. Протодьяконов И.О., Марцулевич H.A., Марков A.B. Явления переноса в процессах химической технологии. — Л.: Химия, 1981. — 264 с.

145. Протодьяконов И.О., Сыщиков Ю.В. Турбулентность в процессах химической технологии. Л.: Наука, 1983. - 319 с.

146. Пупол П.Г. Сушка торфа методом «сброса» давления // Изв. АН Литв. ССР. Сер. физ.-техн. наук. 1964. - № 2. - С. 117-126.

147. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. - 655 с.

148. Расев А.И. Особенности развития техники и технологии сушки пиломатериалов на современном этапе. // Лесной вестник, 1998. - № 1. - С. 2834.

149. Расев А.И. Сушка древесины: Учебное пособие. М.: МГУЛ, 2000.- 228 с.

150. Расев А.И., Олексив Д.М. Конвективно-вакуумная сушилка для пиломатериалов. // Деревообраб. пром-ть. 1993. - № 4. - С. 9-10.

151. Расчет, проектирование и реконструкция лесосушильных камер / Под ред. Е.С. Богданова. М.: Экология, 1993. - 352 с.

152. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник. / Под ред. E.H. Судакова. М.: Химия, 1979. - 568 с.

153. Ребиндер П.А. О формах связи влаги с материалом в процессе сушки. / Научно-техн. совещание по сушке. М., 1958, с. 20-33.

154. Ржаницын А.Р. Некоторые вопросы механики систем, деформирующихся во времени. — М.: Гостехиздат, 1949.

155. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. М.: Высшая школа, 1990. 207 с.

156. Розенбаум Т.Я., Иванченко С.Б. Эжекторпая сушилка для сушки семян. // Консервная и овощесушильная промышленность. 1961, № 2. - С. 1820.

157. Романенко П.Н., Обливин А.Н., Семенов Ю.П. Теплопередача. М.: -Лесн. Пром-сть,1969.-432 с. ~

158. Рудобашта С.П. Кинетика массопередачи в системах с твердой фазой.-М.: МИХМ, 1976.-93 с.

159. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980.-248 с.

160. Руководящие технические материалы. Древесина. Показатели физико-механических свойств. М.: 1962.

161. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск, 1985.

162. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. 320 е., ил.

163. Самарский A.A., Гулин A.B. Устойчивость разностных схем. М.: Наука, 1973,285 с.

164. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977, 495 с.

165. Сафин P.P., Сафин Р.Г., Юнусов JI.P., Ахметова Д.А. Вакуумно-кондуктивная сушка капиллярнопористых коллоидных материалов с периодическим подводом тепловой энергии. // Химия и химическая технология. 2007 г.-Т. 50. Вып. 11.-С. 88-89.

166. Сафин P.P., Юнусов JI.P. Установка для анализа влагосодержания древесных материалов // Материалы научно-практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов», Казань, 2006. С. 310-311.

167. Сафин P.P., Юнусов JI.P., Мустафин З.Р. Вакуумно-кондуктивная сушка пиломатериалов с «импульсным» подводом тепла // Тезисы докладов XX Международной научной конференции «ММТТ-20», Ярославль, 2007г., с.190-192.

168. Сергеев Г.Т. Тепло- и массообмен при испарении жидкости в вынужденный поток газа. // ИФЖ. 1961. - № 2.

169. Серговский П.С. Влагопроводность древесины. // Дервообраб. пром-сть. 1955. №2-С. 3-8.

170. Серговский П.С. Гидротермическая обработка древесины, Гослес-бумиздат, 1958г- 440 с.

171. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. М.: Лесн.пром-ть, 1981. - 304 с.

172. Серговский П.С. Исследование влагопроводности и разработка методов расчета процессов сушки и увлажнения древесины. Дисс. . док. техн. наук, Москва, 1953.

173. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 174 с.

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

175. Чулицкий H.H. Исследование водопроводности и водопоглощаемо-сти древесины различных пород. // Науч. тр. / М.: ЦАГИ. 1932. - 122. С. 23.

176. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Перев. с нем. М.: Иностранная литература, 1956.

177. Шевченко В.А. Расчет внутренних напряжений в древесине при её высыхании и увлажнении. Сборник «Механизация и автоматизация технологических процессов в деревообрабатывающей промышленности». Гос. изд-во техн. лит-ры УССР, 1963.

178. Шубин Г.С. Исследование влияния начальной обработки (прогрева) пиломатериалов на последующую сушку. // Науч.тр- М.:МЛТИ, 1975 С. 3240.

179. Шубин Г.С. О влагопереносе в древесине. // Науч. тр. МЛТИ. -1983.-Вып. 149. С. 36-39.

180. Шубин Г.С. О механизме переноса свободной влаги в древесине. // Лесной журнал. 1985,-№ 5.-С. 120-122.

181. Шубиным Г.С. Скорость циркуляции воздуха (газа) один из основных параметров процесса сушки // Материалы V Минского международного форума по тепло- и массообмену. Минск, 2004.

182. Шубин Г.С. Сорбционные свойства древесины. // Тез. докл. научно-техн. конф. Воронеж: 1981. - С. 189-191.

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

184. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. М.: Лесная промышленность, 1973. - 248 с.

185. Шубин Г.С., Чемоданов A.B. Режимы и продолжительность начального прогрева пиломатериалов перед сушкой. / ЦНИИМОД «Сушка и защита древесины». -Архангельск, 1985. С. 3-11.

186. Шубин Г.С., Чемоданов A.B. Основные аппроксимирующие функции для программы счета на ЭЦВМ процессов нагрева и сушки древесины. // Сб. научн. трудов МЛТИ. 1985. Вып. 170. - С. 48-51.

187. Шубин Г.С., Щедрина Э.Б. Влагопроводпость древесины при отрицательной температуре. // Деревообрабатывающая промышленность. 1971. -№ 10.-С. 13-15.

188. Шумский К.П. Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения. М.: Машиностроение, 1974. 576 с.

189. Шурчкова Ю.А. Исследование охлаждения перегретой жидкости в вакууме: Дисс. . канд. техн. наук: Киев, 1971. - 184 с.

190. Щедрина Э.Б. Исследование тепловых и влажностных характеристик древесины в условиях повышенных и пониженных температур: Дис. . канд. техн. наук. М.: 1976.

191. Щедрина Э.Б. Новые данные о тепловых и влажностных коэффициентах древесины. Рефераты докладов МЛТИ. М.: 1971. - С. 31-33.

192. Эккерт Э.Р. Введение в теорию тепло- и массообмена. Перев. с англ. ГЭИ, 1957.

193. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1981. - 319 с.

194. Ягов В.В., Городов А.К., Лабунцов Д.А. Экспериментальное исследование теплообмена при кипении жидкостей при пониженных давлениях в условиях естественной конвекции. // ИФЖ. 1970. - Т. XVIII. - № 4. - С. 624.

195. Яценко В.Ф. Прочность и ползучесть слоистых пластиков. Киев, «Hay кова думка», 1966.

196. A comparison of "drying time and timber quality in the continuous and cyclic drying of Australian turpentine timber. / Chadwick W.B., Langrish T.A. // Drying Technol. 1996. - 14, № 3-4, 895-906.

197. Blaugetti F.L. Rev. Fac. ing. quin. Univ. Litiral. 1970. Vol. 38.

198. Can kiln drying times be shortened further? Teylir Fred W. "Forest Ind." (USA), 1987.- 114, № 11,24-25.

199. Eskert E.R., Hartnett J.P. Leit. Ang. Mat. und Physic, 96,259,1958.

200. Grossman P., Kingston R. Some aspects of the rheological behaviour of wood, p. III. Tests of linearity, Austr. Appl. Sei., vol. 14, 1963, № 4.

201. Knutt E. Jet. Propulsion. № 1, vol. 25, 1955.

202. Kollmann F. Rheology and structural strength of wood. Proceedings 5-th World Forestry Congress, vol. 2, 1960.

203. Kollmann F., Schneides A. Der einfluß der Beluffung s geschwindigkeit auf die Trocknung von Schnittholz mit Heißluft-Dampf-Gemischen. Holz als Ron-und Werkstoff. № 3, 1960.

204. Kroger D.G. S. Afr. Mech. Eng. 1970. Vol. 20, № 4.

205. Leadon B.M. Joun. Aeronaut. Sei., № 10, 1961.

206. Maclean J.P. Thermal conductivity of wood. Heat Piring and fir Condition. - 1941. - № 13.

207. Mason Wm. H. US Patent №№ 1578609, 1824221, 1022313.

208. Mazolla G., Flash frezing of foods. Food Industries, V. 18, № 12, 1946.

209. Pentoney R.E., Davidson R.W. Rheology and the study of wood. Forest Prod. J., 1962, № 5.

210. Zmiany termiczne drewna ogrzewanego / Kania Stanislaw // Przem. Drzew/ 1988. - 39, № 10, 25-27.