Науковий вісник НЛТУ України (Jan 2018)
ІДЕНТИФІКАЦІЯ КОНВЕКТИВНОГО ПРОЦЕСУ СУШІННЯ ДЕРЕВИНИ
Abstract
Відомо, що сушіння деревини є складним тепломасообмінним процесом. Зазначено, що процеси сушіння шпону, подрібненої деревини та пиломатеріалів досліджено у багатьох наукових публікаціях, навчальних посібниках, підручниках і монографіях, а конвективне сушіння профільних заготовок із масивної літератури є недостатньо вивченим, бо профільні заготовки (взуттєві колодки, профільні елементи столярно-будівельних і меблевих виробів та дров) мають змінний поперечний перетин, який змінюється також і по довжині заготовок. Розглянуто процес сушіння деревини, зокрема і профільних заготовок (дров) із масивної деревини, що складається з таких теплових технологічних операцій: початкове нагрівання, пропарювання і сушіння, а проміжкові тепловологооброблення і кондиціонування в процесах сушіння дров не враховують. Досліджено закономірності зовнішнього і внутрішнього переміщення тепла і вологи в процесах нагрівання і сушіння деревини, внаслідок чого отримано основне рівняння кінетики процесу сушіння, яке встановлює взаємозв'язок між теплообміном і вологообміном у вигляді відношення кількості витраченої теплоти на нагрівання деревини і випаровування вологи та швидкості сушіння. Використано диференційне рівняння конвективної дифузії разом з рівнянням масовіддачі стаціонарного процесу перенесення вологи за рахунокрізниці концентрації дифузійної речовини (у цьому випадку – вологи) та рівнянням першого закону Фіка, що дало змогу вивести значення масообмінних критеріїв Нуссельта, Фур'є, Пекле і Прандтля. Визначено, що необхідною передумовою подібності процесів масовіддачі є дотримання аеродинамічної подібності, яку описують критеріями Рейнольда і Фруда. Синтезовано, на основі описаного вище, фізико-математичну модель процесу сушіння у вигляді залежностей між критерієм Нуссельта та критеріями Фур'є, Рейнольда та геометричної подібності. Отриманою залежністю можна описувати всі теплові технологічні операції процесу сушіння.
Keywords
