Гидротермическая обработка и консервирование древесины. Лабораторный практикум

Рис. 2.1. Диаграмма коэффициента влагопроводности

древесины в тангенциальном направлении

Рис. 2.2. Диаграмма коэффициента влагообмена α'

- 21 -

Рис. 2.3. Диаграмма расчетных коэффициентов влагопровод- ности древесины поперек волокон: 1 – сосны ; 2 – березы ; 3 – бука; 4 – лиственницы; 5 – дуба

Рис. 2.4. Диаграмма равновесной влажности древесины

- 22 -

Уравнения (2.3), (2.4), выведенные для неограниченной пластины, могут непосредственно использоваться только для древесных сортиментов, длина и ширина которых существенно превышают толщину. В расчетах продолжительности сушки до- сок и заготовок можно принимать неограниченной только дли- ну. Рекомендуется рассчитывать продолжительность сушки пря- моугольного сортимента, подставляя в формулу (2.3) вместо S его наименьший размер (то есть толщину S1) и умножая полу-

ченный результат на поправочный коэффициент cτ , учитываю-

щий двухмерность доски:

Коэффициент cτ зависит от отношения S1 / S2 и определяется по диаграмме (рис. 2.5). При допущении, что Bi → ∞ (для сор- тиментов толщиной более 20 мм), (2.4) можно применять в виде

сушки на базе уравнений (2.3), (2.6) дает значительную погреш-

ность (15-30%). Это обусловлено сложно- стью характера перено- са влаги в капиллярно- пористом коллоидном теле, находящемся как в связанном, так и в сво- бодном состоянии. Од- нако для практических расчетов их применят ввиду отсутствия дру-

Рис. 2.5. Диаграмма коэффициента сτ гой простой методики.

- 23 -

Типично высокотемпературный прогресс. Уравнение продолжительности сушки в первом периоде имеет вид

Это уравнение определяет полную продолжительность первого периода процесса до момента выпаривания последней порции свободной влаги из центральной зоны (до Wпер » 20% ). Если

процесс заканчивается раньше этого времени, продолжитель- ность сушки определяется уравнением

При сушке до конечной влажности Wк < Wпер продолжитель-

ность второго периода процесса рекомендуется определять по формуле

При расчетах по приведенным формулам температура tк может приниматься равной 100 0С. Коэффициент теплообмена можно определить по выражению a = a1К1, используя график,

представленный на рис. 2.6, а коэффициент теплопроводности λ - с помощью диаграммы на рис. 2.7.

Квазивысокотемпературные процессы. Для случая суш-

ки очень тонких материалов могут применяться уравнения (2.7) - (2.9) со следующими уточнениями: температура кипения заме- няется в уравнениях температурой смоченного термометра; пе- реходная влажность принимается в среднем 40%.

Расчет процессов сушки, характеризуемых начальной влажностью меньшей предела насыщения, производится по уравнениям низкотемпературного процесса (2.3), (2.5), (2.6), по-

- 24 -

Задание по работе

1. Определить продолжительность сушки сосновых образ- цов в неподвижном воздухе при температуре 90 0С и степени насыщенности ϕ = 0,6% (температура и степень насыщенности может быть задана преподавателем):

а) от начальной влажности 28% до конечной влажности 12%; размер образцов задается преподавателем;

б) от начальной влажности 75% до конечной влажности 12%; размер образцов задается преподавателем.

2.Построить кривые сушки для случаев 1а и 1б (шаг по времени задается преподавателем). Сравнить полученные ре- зультаты.

3.Определить продолжительность сушки березовых об-

разцов в движущемся воздухе со скоростью 2 м/с при темпера- туре 150 0С от начальной влажности 75% до конечной влажно-

сти 12%; размер образцов задается преподавателем, Wp = 5,5% .

4. Построить кривые сушки для тех же образцов (шаг по времени задается преподавателем).

Последовательность выполнения работы

Для выполнения задания 1а производим следующие дейст-

вия:

1.Выбираем удовлетворяющее заданным условиям урав- нение продолжительности сушки.

2.По представленным графикам определяем коэффициен- ты влагопроводности и влагообмена.

3.Вычисляем критерий Bi, причем за R принимаем поло- вину толщины заготовки. При вычислениях необходимо сле- дить, чтобы величины имели размерность одной системы.

4.Определяем параметр В по табл. 2.1.

-26 -

там влагопроводности и влагообмена определяем текущую влажность образцов с шагом по времени, заданным преподава- телем. Переход к расчету второго периода (2.9) производится по достижении текущей влажностью значения Wпер .

2. Полученные результаты оформляем в виде таблицы и графиков кинетики сушки.

Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Определение продолжительности сушки сосновых об- разцов при температуре 90 0С и степени насыщенности ϕ =0,6%

для заданий «а» и «б».

3.Построение теоретических кривых сушки сосновых об- разцов для заданий «а» и «б»: наличие графиков и соответст- вующих к ним расчетов.

4.Определение продолжительности сушки березовых об- разцов при температуре 150 0С и степени насыщенности 0,6% от начальной влажности 75% до конечной влажности 12%.

5.Построение теоретических кривых сушки березовых об-

разцов.

Контрольные вопросы

1.Какие существуют разновидности процессов конвектив- ной сушки?

2.Какова специфика расчета продолжительности каждого из процессов конвективной сушки?

3.Какие существуют случаи квазивысокотемпературных процессов?

4.Что такое базовая плотность и как она зависит от поро- ды древесины?

5.Что можно сказать о движущей силе процесса сушки,

-29 -