Реферат: Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Процесс сушки заключается в удалении влаги из материала испарением. Сушка древесины может происходить двумя путями :

1 - естественным - на открытом воздухе (атмосферная),

2 - искусственным - в специальных сушильных установках (камерная).

Сушильный агент - среда в сушильной технике, служащая для поглощения и отвода пара, образовавшегося в процессе сушки материала.

Подвод теплоты к объекту сушки осуществляется рабочим телом сушильного процесса - теплоносителем, в качестве которого выступает среда, воспринимающая необходимую для сушки тепловую энергию от внешнего источника и передающая ее сушимому материалу или агенту.

Сушка древесины — процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.

Цель сушки: превращение из природного сырья древесины в промышленный материал, с улучшенными биологическими и физико-механическими свойствами.

Задачи сушки древесины следующие: предупреждение изменения линейных размеров древесины, так называемая усушка древесины, которая наблюдается при изменении количества связанной воды (т.е. при снижении влажности до 30%). Считается, что пиломатериалы хвойных пород при сушке от свежераспиленного состояния (W>30%) до транспортной влажности (W=20…22%) усыхают на 3%. Полная объемная сушка составляет 12…15%. Отметим, что тонкие доски усыхают больше, чем толстые.

Процесс сушки древесины включает следующие процессы :

Влагообмен — испарение влаги из древесины в окружающую среду.

Влагоперенос — перемещение влаги внутри древесины.

Для сушки необходимо, чтобы происходили оба процесса. Влага от внутренних, сердцевинных слоев должна идти к поверхности (влагоперенос) и удаляться с поверхности (влагообмен). При этом важно, чтобы процессы влагообмена и влагопереноса были бы по интенсивности одинаковыми. Если количество воды, удаляемой с поверхности, будет больше, чем G внутренних слоев, то и усыхание поверхностных слоев будут больше. В результате будет создаваться напряжение между внутренним и внешними слоями. Причем это напряжение будет тем больше, чем больше разница между влажностью сердцевины и поверхности древесины. Напряжения могут приводить к деформациям в древесине и даже к трещинам и разрушениям.

Таким образом, если влагообмен = влагопереносу, то сушка будет проходить без напряжений и деформаций.

Если влагообмен > влагопереноса, то во время сушки возможны слабые напряжения и долговременные деформации.

Если влагообмен >> влагопереноса, то во время сушки возможны сильные напряжения, большие деформации, трещины и разрушения.

Современные технологии предлагают различные устройства для быстрого удаления воды с поверхности древесины. Проблемой является ускорения процесса влагопереноса от сердцевинных к поверхностным слоям древесины.

Влагоперенос внутри древесины происходит под действием различных движущих сил:

- градиент влажности — перемещения влаги (при ее неравномерном распределении в древесине) в направлении понижающей влажности (влагопроводность);

- градиент температуры — перемещение влаги (при неравномерном распределении в древесине температуры) в направлении понижающей температуры (термовлагопроводность);

- перепад давления — перемещение влаги (при избыточном давлении внутри древесины) в направлении понижающего давления.

В любом процессе сушки древесины, перечисленные процессы действуют совместно. Однако сравнительная эффективность и степень воздействия отдельных видов влагопереноса зависит от вида и способа сушки. Во всех случаях, при искусственной сушке древесины перед конструкторами сушильного оборудования стоят три главных задачи:

1.Обеспечить качество сушки, т.е. минимизировать брак от деформаций и трещин.

2.Уменьшить время сушки насколько это возможно.

3.Сократить потребление энергии.

1.2 Задачи исследований

Последняя четверть прошлого столетия и начало нынешнего ознаменовались энергетическим кризисом. Вначале он коснулся преимущественно автомобильной промышленности, но не нужно обладать даром предвидения, чтобы предсказать, что в дальнейшем именно энергетическая проблема будет определять интенсивность развития всех сфер деятельности человека. Вследствие особенностей климата на большей части территории нашей страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим. Помимо создания комфортных условий жизнедеятельности человека тепло необходимо для обеспечения ряда технологических процессов в различных производствах.

Наряду с дефицитом топлива в лесной и деревообрабатывающей промышленности скапливается большое количество первичных и вторичных древесных отходов. Даже при высокой степени их использования всегда остается много некондиционных отходов, которые могут быть употреблены только в качестве топлива. Количество отходов, образующихся, например, на мебельных фабриках, составляет от 45 до 63%.

В настоящее время многие промышленные предприятия оснащаются термо-технологическим оборудованием. Правильно выбранная конструкция котла обеспечивает длительную и бесперебойную работу этого оборудования и, следовательно, всего производства в целом.

Помимо экономической эффективности использование древесных отходов в качестве источника тепловой энергии имеет следующие преимущества:

- высокая реакционная способность древесины позволяет сжигать ее при более низкой температуре, что уменьшает выбросы окислов азота;