Ви є тут

Закономірності впливу термічної обробки деревинностружкових плит на їх фізико-механічні та екологічні показники

Автор: 
Лелюк Дмитро Іванович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2007
Артикул:
0407U004337
129 грн
Додати в кошик

Вміст

Розділ 2
ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ
ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ ДЕРЕВИННОСТРУЖКОВИХ ПЛИТ
2.1. Вступ. Обгрунтування способу термічної обробки
деревинностружкових плит
В існуючих виробництвах термічна обробка деревинностружкових плит відбувається
на технологічній лінії пресування. Але ця термічна обробка є необхідною умовою,
атрибутом процесу пресування. Мета цієї термічної обробки – створити сприятливі
умови для інтенсифікації процесу пресування і отримання високих
фізико-механічних показників плитних матеріалів. Одним із важливих негативних
аспектів виготовлених плитних матеріалів є високий вміст формальдегіду, який
зменшує область застосування деревинностружкових плит та знижує сортність
готової продукції, впливає на рентабельність виробництва плитних матеріалів.
На відміну з вищезгаданим, виробництво деревинноволокнистих плит (ДВП)
передбачає окрему операцію – їх термічну обробку в спеціальних гартувальних і
зволожувальних камерах періодичної дії. Тому, по аналогії з термічною обробкою
ДВП, вчені і виробничники пропонували проводити також і термічну обробку
деревинностружкових плит.
Як показує виробничий досвід термічної обробки ДВП, доцільно використовувати
камери періодичної дії. Основними технічними вимогами до конструкції
гартувальних камер є створення оптимальної аеродинаміки і рівномірного
температурного поля. Тут доцільно використати напрацювання і результати
досліджень аеродинаміки сушильних камер для пиломатеріалів.
Отже, в першу чергу необхідно розглянути аеродинамічну складову гартувальних
камер періодичної дії, визначити особливості руху суцільного середовища та
особливості аеродинамічного опору різних ділянок схеми циркуляції.
Наступним етапом теоретичних досліджень слід передбачити аналітичний опис
основних теплових процесів термічної обробки деревинностружкових плит. Основним
акцентом теоретичних досліджень є виведення математичних залежностей зміни
температури деревинностружкових плит в процесі їх термічної обробки. Тут слід
розглянути дві задачі: коли температурний потік є постійним в часі і просторі
та коли температурний потік є змінним в часі. На базі рівнянь енергетичного
балансу доцільно визначити динаміку зміни температури середовища і матеріалу
плити в процесі їх нагрівання.
Проведені теоретичні дослідження дозволять визначити фізичні величини, які
необхідно включати як фактори для складання методики і проведення
експериментальних досліджень та визначення розрахунковим шляхом ряду важливих
величин, що дозволяє скоротити об’єм експериментальних досліджень.
Термічна обробка деревинностружкових плит є аналогом теплової обробки у
виробництві струганого чи лущеного шпону, в процесах гнуття та теплової
стерилізації деревини, де ставиться задача доведення температури деревини до
заданого значення (початкове нагрівання) та підтримання заданого рівня цієї
температури (термічна обробка) на протязі визначеного часу. Якщо слідувати далі
за цією аналогією, то для термічної обробки деревинностружкових плит можна
застосувати чотири найбільш розповсюджені способи нагрівання деревини.
Приведемо коротку характеристику цих способів нагрівання з точки зору їх
придатності для термічної обробки деревинностружкових плит (табл. 2.1.). Для
діелектиричного способу нагрівання основним видом теплообміну є
теплопровідність, а додатковим – конвекція. Цей спосіб для термічної обробки
ДСП не є придатним через те, що коли деревина чи інші деревинні матеріали мають
низьку вологість (W<10%), то стає важко, а практично неможливо, створити
внутрішні джерела тепла за рахунок коливання молекул води, тобто, за рахунок
діелектричних втрат. Радіаційний спосіб нагрівання також є непридатним для
термічної обробки деревинностружкових плит через малу глибину проникнення
теплових променів по товщині плити та необхідність створення умов для
двостороннього опромінення плит. Основним видом теплообміну в даному випадку є
теплове випромінювання, яке супроводжується теплопровідністю та конвекцією.
Таблиця 2.1.
Способи теплової обробки деревинних матеріалів
Спосіб
теплової
обробки
Основні
види
теплообміну
Ефективність
Придатність для теплової обробки ДСП
Конвективний
Конвекція, теплове випромінювання, теплопровідність
1. У рідинах;
2. У насиченому парою середовищі.
Придатний:
В повітряному середовищі
Не придатний:
В газовому середовищі;
В перегрітій парі та у рідинах.
Кондуктивний
(контактний)
Теплопровідність, теплове випромінювання, конвекція
Для тонких листових деревних матеріалів
Не придатний:
Мала поверхня випаровування
Деструкція поверхневих шарів плити при тривалому контакті.
Радіаційний
Теплове випромінювання, конвекція, теплопровідність
Для тонких
листових деревних
матеріалів
Не придатний:
Мала глибина (до 5 мм) проникнення теплових променів у плиту
Діелектричний
Теплопровідність, конвекція
Для вологої
пилопродукції
Не придатний:
Мала вологість деревинностружкових плит;
Не створюються внутрішні джерела тепла.
Кондуктивний (контактний) спосіб теплової обробки деревини є найефективнішим.
Передача тепла йде теплопровідністю за рахунок безпосереднього контакту
нагрітих поверхонь з матеріалом, супроводжується ця передача тепла конвекцією
та випромінюванням. Але контактний спосіб нагрівання є малопридатним через те,
що в процесі термічної обробки потрібно мати велику поверхню випаровування
летких речовин із плити. Крім того тривалий (декілька годин) контакт поверхні
плити з нагрітими елементами приводить до деструкції, зміни кольору і зменшення
міцності поверхневих шарів. Конвективний спосіб нагрівання порівняно, з
названими вище, є менш ефективним, але більш придатним технологічно.