2.7 Фракционный состав измельченной древесины
Измельченной древесиной называют древесные частицы различной формы и размеров, получаемые в результате механической обработки. К измельченной древесине относятся: щепа, дробленка, стружка, опилки, древесная мука, древесная пыль.
Важнейшей характеристикой измельченной древесины является ее фракционный состав. Фракционный состав есть количе-ственное соотношение частиц определенных размеров в общей массе измельченной древесины. Фракцией измельченной древесины называют процентное содержание частиц определенного размера в общей массе.
Измельченную древесину по размерам частиц можно подразделить на следующие виды:
древесную пыль, образующуюся при шлифовании древесины, фанеры и древесных плит; основная часть частиц проходит через сито с отверстием 0,5 мм;
опилки, образующиеся при продольной и поперечной распиловке древесины, они проходят через сито с отверстиями 5... .. .6 мм;
щепу, получаемую при измельчении древесины и древесных отходов в рубительных машинах; основная часть щепы прохо-
дит через сито с отверстиями 30 мм и остается на сите с отверстиями 5.. .6 мм;
крупную щепу, размеры частиц которой больше 30 мм.
Фракционный состав древесной щепы определяется при помощи ситового анализатора щепы АЛГ-М, разработанного ЦНИИМОД. Масса анализируемой пробы при этом не должна быть меньше 2,5 кг.
Нормативный фракционный состав для различных производств приведен в табл. 15.
Фракционный состав древесной щепы, предназначенной для энергетического использования, практически не нормируется (обычно на сжигание поступает щепа от рубительных машин без какой-либо сортировки), но недопустимо содержание в топливе частиц длиной, превышающей 100 мм, а также нежелательно содержание частиц размером менее 5 мм в количестве более 30%.
Фракционный состав древесного топлива при проведении балансовых испытаний топочного устройства ВО-110 характеризовался следующими цифрами:
Диаметр отверстий сита, мм ..... 30 20 10 5 поддон
Остаток частиц на сите, % ..... 4,9 12,2 28,5 21,1 33,3
ЦНИИМОД были проведены работы по изучению фракционного состава коры, образующейся при окорке короткомерных лесоматериалов окорочными барабанами «Вилен» и «Варкаус» на Архангельском ЦБК и при окорке пиловочника станками ОК-63, К-26 и «Камбио-66» на архангельских лесопильно-дере-
вообрабатывающих предприятиях. Установлено, что кора от станков «Камбио-66», ОК-63 и К-26 однородна по фракционному составу. Аналогичный вывод был сделан относительно коры от барабанов фирмы «Вилен» и «Варкаус». Усредненные данные по фракционному составу коры приведены в табл. 16.
2.8. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛНОДРЕВЕСНОСТИ
Отношение объема древесины в плотных кубометрах к объему слоя, занимаемому штабелем, кучей или поленницей, называют коэффициентом полнодревесности и вычисляют по формуле
где Я — коэффициент полнодревесности; Упл — количество древесины, пл. м3; Ускл — объем слоя древесины, скл. м3.
Коэффициент полнодревесности Я зависит от размера и формы частиц, влажности древесины, способа укладки древесины в данную емкость, времени хранения топлива в ней. Этот коэффициент может варьировать в широких пределах.
Среднее значение коэффициента полнодревесности различных видов натуральных древесных отходов приведено в табл. 17.
В соответствии с ГОСТ 15815—83 коэффициент полнодревесности технологической щепы при свободной ее отсыпке до отправки потребителю равен 0,36. Коэффициент полнодревесности щепы в кузове автомашины или в железнодорожном вагоне после перевозки ее автомобильным или железнодорожным транспортом на расстояние до 50 км равен 0,4, а при перевозке щепы на расстояние свыше 50 км равен 0,42. Эти значения коэффициента полнодревесности могут быть с небольшой погрешностью приняты и для топливной щепы. Коэффициент полнодревесности увеличивается при воздействии пневмопогрузки, достигая при этом величины 0,43.
Коэффициент полнодревесности топливной щепы практически одинаков с этим коэффициентом для технологической щепы. При проведении технологических расчетов коэффициенты полнодревесности измельченной древесины и древесных отходов рекомендуется выбирать в следующих пределах:
Щепа из отходов лесозаготовок ........ 0,30. . .0,36
Щепа из отходов деревообработки....... 0,32. . .0,38
Опилкн рыхлые ............... 0,20. . .0,30
Опилкн слежавшиеся............. 0,33. . .0,37
Сучья и хворост, увязанные в пучки ..... 0,35. . .0,40
Рейка .................... 0,35. . .0,60
Горбыль ................... 0,45. . .0,60
Дрова .................... 0,70. . .0,80
2.9. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ И МЕЛКИХ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
Свойство частиц измельченной древесины самопроизвольно ссыпаться под действием силы тяжести называется сыпучестью. Сыпучесть характеризует способность материала проходить через сужения, высыпаться из бункеров, нижняя часть которых имеет коническую форму, проходить через узкие сечения шахт топочных устройств и т. п. Наилучшей сыпучестью отличается щепа из отходов деревообработки. Несколько хуже сыпучесть у опилок, которые имеют свойство уплотняться в процессе хра-
нения. Малой сыпучестью обладает щепа из отходов лесозаготовок.
Коэффициентом внутреннего трения называют отношение силы, необходимой для сдвига сыпучего материала в определенной плоскости, к величине силы, сдавливающей частицы материала перпендикулярно этой плоскости.
Коэффициент внутреннего трения сыпучего материала в первом приближении равен тангенсу угла естественного откоса этого материала. Угол естественного откоса измельченной древесины при расчетах устройств для хранения, складирования и сжигания принимают равным 45°.
Коэффициенты трения скольжения щепы о различные поверхности, необходимые для расчета бункерных устройств, приведены в табл. 18.
2.10. СВОЙСТВА ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛИ
Древесная пыль, образующаяся при шлифовании древесины, фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит не подлежит хранению как в буферных складах котельных, так и в складах межсезонного хранения мелкого древесного топлива ввиду ее высокой парусности и взрывоопасности.При сжигании древесной пыли в топочных устройствах должно быть обеспечено выполнение всех правил Госгортехнадзора по сжиганию пылевидного топлива, предупреждающих возникновение вспышек и взрывов внутри топочных устройств и в газовых трактах паровых и водогрейных котлов.
Древесно-шлифовальная пыль представляет собой смесь древесных частиц размером в среднем 250 мкм с абразивным порошком, отделившимся от шлифовальной шкурки в процессе шлифования древесного материала. Содержание абразивного материала в древесной пыли может доходить до 1 % по массе.
Фракционный состав древесной пыли, образующейся иа шлифовальных станках, имеет диапазон изменения .размеров частиц от 40 до 500 мкм. Состав пыли, образующейся на одних и тех же станках, не -постоянен и зависит от ряда факторов: свойств обрабатываемого материала, его влажности, зернистости шлифовальной шкурки и т. п.
Летучестью или парусностью пыли называют способность ее частиц под действием потока газа перемещаться в любом направлении — витать в газовой среде. Парусность частиц пыли характеризуется скоростью витания, т. е. той минимальной скоростью газового потока, при которой эти частицы продолжают, не опускаясь, витать в газовой среде.