Повышение энергоэффективности осциллирующей вакуумно-кондуктивной сушки пиломатериалов. Монография

где

Далее представлены зависимости, позволяющие проанализировать влияние режимных параметров осциллирующей вакуумно-кондуктивной сушки на скорость удаления влаги из различных пород древесины (рис. 3.16, 3.17). Данные графики, кроме всего прочего, могут быть использованы для проверки на адекватность полученных ранее регрессионных моделей.

На рис. 3.16 представлена зависимость скорости сушки от остаточного давления в камере. Согласно графикам для материала с начальным влагосодержанием 80 % при понижении давления в аппарате с 80 до 40 кПа влагосъем для всех пород возрастает более в чем два раза. Это объясняется возникновением значительных градиентов температуры и давления по сечению материала и, как следствие, увеличением плотности потока влаги к поверхности тела [14, 91, 105]. В то же время снижение давления в аппарате с атмосферного до 80 кПа не оказывает существенного влияния на процесс.

Анализ скорости нагрева материала в зависимости от температуры нагревательной плиты представлен на рис. 3.17. Зависимость имеет экспоненциальный характер, поэтому, с одной стороны, целесообразно использовать более высокие температуры, на которые способен тепловой насос. Однако резкое повышение температуры нагревательной плиты и, как следствие, поверхностных слоев древесины, может вызвать значительный отток влаги с поверхностных слоев вглубь материала за счет тепловлагопроводности, вследствие чего темп повышения температуры нагревательной плиты необходимо регулировать, не допуская резкого подъема, что не только не противоречит, но и соответствует ранее полученному условию необходимости регулирования темпа понижения давления материалом 1. Кроме того, следует отметить, что максимальная температура, достигаемая тепловым насосом, составляет 60 °С, что характеризует мягкий температурный режим и способствует полному сохранению физико­механических свойств древесины, поскольку известно, что нагревание до 60 °С независимо от продолжительности не вызывает химических изменений в древесине.

Для определения рациональной продолжительности стадии вакуумирования были проведены исследования по нахождению средней скорости процесса осциллирующей вакуумно-кондуктивной сушки пиломатериалов толщиной 50 мм в зависимости от величины перепада температур материала на стадиях нагрева и вакуумирования. Средняя скорость процесса сушки определялась как отношение

разности начальной и конечной влажности образца к общей продолжительности процесса сушки. При этом образцы с начальной влажностью 60 ± 1 % досушивались до среднеинтегральной влажности 10 ± 1 %. Температуру материала на стадиях нагрева и вакуумирования определяли как среднее значение между показаниями, снимаемыми с термопар, установленных в центре и на поверхности образца. При этом температура материала на стадии нагрева во всех опытах составляла порядка 50 °С, перепад температур достигал 10, 20, 30, 40 и 50 Сº. Как видно из графика на рис. 3.18, кривая имеет экстремум в районе значения перепада температур в 30 ºС, в то же время значения скорости сушки при перепадах температур в 20 и 40 ºС незначительно уступают максимальному значению. В этой связи принятое ранее решение проводить смену стадий в камерах при достижении требуемой температуры материалом, находящимся на стадии нагрева, дополняем условием, чтобы перепад температур на двух стадиях должен быть не менее 20 и не более 40 Сº, поскольку скорость сушки за пределами этого интервала в разы ниже рациональных значений.

параметрах осциллирующей вакуумно-кондуктивной сушки пиломатериалов [6].

По результатам полученных уравнений регрессий для скорости удаления влаги в процессе вакуумирования нагретого материала, а также на основе предложенного аппаратурного оформления была разработана инженерная методика расчета пилотной установки осциллирующей вакуумно-кондуктивной сушки с использованием теплового насоса. Инженерный метод расчета необходим для расчета конструктивных размеров установки, теплового насоса,

В аппаратостроении вакуумных сушильных камер наибольшее распространение получили цилиндрические обечайки благодаря своей простоте изготовления, а также конструктивной сопротивляемости разрежению среды. Анализ литературных данных показал рекомендательный характер применения цилиндрических обечаек, если это не противоречит каким-либо необходимым требованиям при конструировании [9, 25, 96, 110].