Сушка… водой

В этом номере мы знакомим молодых новаторов, участников операции «Внедрение», с необыкновенным способом сушки, созданным в Николаеве. По отечественной просьбе о нем говорят авторы данной новой технологии, которая не только уменьшает производственный цикл, но и снабжает высокий уровень качества древесины.

Самый, распространенный метод сушки древесины — методом термической обработки, содействующей удалению излишней жидкости. Известны разные варианты для того чтобы обезвоживания: в среде нагретого газа, воздуха, перегретого пара, инфракрасным облучением, в поле токов высокой частоты.

Значительно чаще используется сушка в среде нагретого воздуха (пара) либо газа.

Она проводится в камерах, оборудованных нагревательными устройствами, совокупностью циркуляции воздуха, аппаратурой для поддержания температурновлажностных параметров среды.

Такие камеры в большинстве случаев именуют конвективными, потому, что в них сушка и нагрев древесины происходят благодаря циркуляции (конвекции] тёплого воздуха.

Но в случае если создается поток нагретого газа либо воздуха, то, конечно, появляется и сопротивление этому потоку, которое оказывает штабель древесины.

Значит, нужно учитывать при укладке заготовок и аэродинамику сушильного процесса. Словом, безобидное на первый взгляд понятие «сушка» связано с громадным многообразием неприятностей.

Сейчас коснемся вопроса о качестве высушиваемой древесины.

Конвективный профев воздействует прежде всего на наружные слои древесины. Исходя из этого они принимают громаднейшее количество тепла, температура тут увеличивается стремительнее, что ведет к образованию усадочных, растягивающих и сжимающих деформаций и в конечном счете к браку высушенной древесины.

Исходя из этого достижение равномерности прогрева каждой заготовки и всего штабеля в целом — значительная технологическая трудность.

Особенно остро стоит неприятность сушки толстомерной древесины твердолиственных пород: дуба, бука, граба. Она обширно употребляется для изготовления разных машиностроительных конструкций, подробностей, особенной тары, устройств, особой мебели; все чаще используется она для отделки интерьера современных строений.

Рис.

1. Ванна для сушки (железобетон, 2900Х1200Х Х2300 мм; электролит — 3% раствор NaCl либо KCl):

1 — корпус, 2 — бак для тёплой воды, 3 — пластинчатые электроды, 4 — древесина, 5 — водяной насос, 6 — теплообменник для регулирования температуры воды в ваннах, 7 — воздушные вентиляторы, включаемые во время остывания древесины, 8 — электронагреватели для регулирования температуры воздуха, 9 — цилиндрические затворы, герметизирующие ванну (в сечении Б—Б вагонетки с древесиной не продемонстрированы).

Рис. 2. Схема электрокинетической установки:

1 — выключатель-автомат, 2 — стабилизатор напряжения, 3 — автотрансформатор, 4 — термостат, 5 — кран, 6 — реле, 7 контактный термометр, 8 — термопара, 9 — электрод, 10 — датчик давления, 11 — груз, 12 — воздуходув, 13 — манометры, 14 — весы, 15 — сосуд Дюара, 16 — потенциометр с тумблером, 17 — древесный брус, 18 — ванна (диэлектрик), 19 — нагреватель для воды.

Исстари такие заготовки сушили под навесами на воздухе — процесс занимал пара лет. Ненамного стремительнее и выдерживание в особых помещениях, где всегда поддерживается нужная температура и контролируется влажность внешней среды. В сушильных камерах вероятно обезвоживание лишь узких заготовок либо досок, но оно продолжается также продолжительно: один-два месяца.

Отечественные поиски отличного и интенсивного процесса стали причиной мысли о сушки и возможности нагрева таковой древесины… в воде либо электропроводящих растворах.

Обезвоживание в воде? Да! Это интригующее событие имеет достаточно обоснованный суть. Выяснилось,, что равномерный и одновременный объемный нагрев древесины в полной мере осуществим под действием тока в жидкой электропроводящей среде между пластинчатыми электродами (рис. 1).

Электроток практически свободно (с очень малым переходным сопротивлением) попадает в толщу мокрой древесины, у которой электрическое сопротивление мало, и за счет джоулевых утрат нагревает ее.

Вода, действительно, кроме этого нагревается. Но, регулируя данный нагрев посредством теплообменника, легко выровнять жидкости и температуры материала.

А это значит, что создается надежная гарантия равномерного прогрева и, следовательно, сведения до минимума опасности растрескивания заготовок.

Но нагреть древесину до нужного температурного состояния только полдела; вторая добрая половина неприятности — отвод из нее жидкости.

Вероятны разные технологические варианты осуществления этого процесса.

Среди них больше всего завлекают два. Первый — создание хорошего температурного перепада в нагретой окружающей жидкости и заготовке. Тогда изнутри по направлению к поверхности древесины будут функционировать две силы — диффузия тепла и диффузия жидкости. Для этого достаточно посредством теплообменника поддерживать температуру воды немного ниже, чем на поверхности древесины.

Второй вариант: по окончании нагрева в воде практически до 90° древесину охлаждают на воздухе при температуре от 25 до 38°. Причем подобные циклы повторяются много раз. Тут тепло и влага будут направлены кроме этого к периферийным слоям. Им будет помогать еще одна движущая сила — термобародиффузия, образующаяся за счет избыточного если сравнивать с атмосферным давления.

Рис. 3. Участок электрокинетической пропитки и сушки древесины.

Вот что продемонстрировали изучения в промышленно-лабораторных условиях. При самом твёрдом режиме, которому соответствовала температура срединной области дубового бруса 100° и температура окружающей воды 95— 97°, процесс обезвоживания шел интенсивно, но сопровождался сильным внутренним растрескиванием бруса. Использование же более мягких режимов: температура бруса от 60 до 95° и воды соответственно 50—80° — продемонстрировало, что удаления жидкости фактически не происходило.

Тогда было решено совершить опробования по второму варианту.

Оказалось, что в случае если нагреть брусок в воде до 75—95°, а позже поместить его в воздушную среду с температурой 26—30°, то брусок в ходе остывания отдает влагу, заметно обезвоживаясь при повторении этого цикла. Данный метод, названный осциллирующего температурного режима сушки, был одобрен НИИ тепло- и массообмена АН БССР.

В следствии опытов выяснены режимы электрокинетической сушки, сведенные в таблицу. Уровень качества материалов по окончании окончания процесса обезвоживания по этим режимам удовлетворяло всем техническим условиям й требованиям: ни наружных, ни внутренних трещин в древесине не было.

Нужно подчернуть, что период обезвоживания бруса от 80 до 15% влажности возможно быстро сокращен, в случае если строго выдерживать температуру воздушной среды 28—30° и обеспечить периодическую циркуляцию воздуха. Эти условия смогут быть взяты в промышленной установке.

Детальное изучение процесса, связанного с применением осциллирующих режимов, выяснило схему умело-промышленной установки, приведенную на рисунке 2. Она управляется с одного пульта и возможно всецело автоматизирована.

ТАБЛИЦА

Говоря о двух вариантах электрокинетической сушки, необходимо заметить, что первый из них, с применением твёрдых температурных режимов обезвоживания материалов в водяной среде, возможно удачно использован для сушки тонкомерной твердолиственной древесины, и вторых капиллярно-пористых материалов, каковые по собственной структуре не подвержены растрескиванию, либо в случае если последнее событие не имеет практического значения.

Предстоящие производственные опробования процессов электрокинетической сушки древесины твердолиственных пород, и вторых материалов, совершённые Университетом тепло- и массообмена АН БССР, продемонстрировали, что от начального влагосодержания 60—80 % до конечного 8—10% продолжительность сушки возможно сокращена до 180— 200 часов.

Расход электричества наряду с этим образовывает 1400—2000 ккал/кг испаренной жидкости.

Примечательно, что сушки и подобный процесс нагрева возможно совмещать с процессом пропитки, причем не только древесины твердолиственных, но и хвойных пород. Такая схема производственного участка продемонстрирована на рисунке 3.

Представляется очень действенным и экономичным совмещение в одной установке двух независимых, тесно связанных и обусловливающих друг друга процессов.

Г. М. БАЛАБАЕВ, С. Г. РОМАНОВСКИЙ

Игромир

Рандомные статьи:

Сушка перед соревнованиями. Бодибилдинг диета

Похожие статьи, которые вам понравятся: