Розділ «2.3. Методика досліджень сушіння круглих лісоматеріалів»

Методика досліджень сушіння круглих лісоматеріалів включає теоретичне обґрунтування процесу, що дозволяє аналітично описати виникнення та розвиток внутрішніх напружень в круглому сортименті; його моделювання, яке дозволяє визначитися з вагомими факторами, що впливають на досягнення якісного сушіння та експериментальну перевірку запропонованих моделей.

Експериментальні дослідження величини сушильних напружень в пило продукції проводять за відомою методикою [121, 122]. Для круглих лісоматеріалів такої методики не існує, тому нами було запропоновано імітаційне моделювання процесу, яке показало, що вагомий вплив на розвиток внутрішніх напружень мають діаметр сортименту, перепад вологості за радіусом, режим та спосіб сушіння ( в корі або без неї).

Для проведення експериментальних досліджень виявлення залежності внутрішніх напружень в круглих сортиментах від вологості необхідно визначити матеріали та обладнання, а саме підібрати: сушильну шафу, вологомір, термометр, ваги, штангенциркуль, мірну лінійку, персональний комп'ютер; кількість і розміри дослідних зразків.

Прилади та матеріали: ваги електронні AXIS 250, точність вимірювання 0,01г;

термометри 0-120 °С (ГОСТ 28498-90), з точністю вимірювання ± 1 ° С [123]; штангенциркуль (ГОСТ 166-80) [124]; масштабна лінійка з точністю вимірювання 1 мм;

персональний комп'ютер для оброблення та оформлення результатів досліджень;

вимірювач вологості деревини цифровий ИВД -6м; сушильна шафа.

У якості сушильної шафи було використано лабораторну сушарку, схему якої наведено на рис. 2.7, звідки видно, що вона має дві камери змішування -1, де відбувається змішування відпрацьованого повітря з парою, що подається з котла - 3 та нагрівається за допомогою калорифера -4, і камери сушіння -2, в якій розміщується висушуваний матеріал. Розміри цієї камери дозволяють завантажувати матеріал габаритним розміром 600x600x1000 мм. Рух повітря відбувається за допомогою відцентрового вентилятора - 5, оснащеного двигуном постійного струму 6 та регулятором швидкості обертання. Для регулювання швидкості руху повітря існує шибер - 7. Значна продуктивність вентиляторного пристрою дозволяє створити перед штабелем матеріалу такий тиск повітря, який забезпечує рівномірну циркуляцію агента сушіння.

Пристрій має теплову ізоляцію. Контроль за станом сушильного агента відбувається за показами контактних термометрів ( сухого - 8 та змоченого -9), що встановлені у повітропроводі сушарки. Контроль та підтримування заданих параметрів середовища забезпечується автоматичним регулятором. Максимальне відхилення від середнього значення складає не більше 0,2 °С.

Для попередніх експериментальних досліджень були відібрані три круглі не обкоровані сортименти сосни звичайної діаметрами 0,14 та 0,28 м, що застосовуються в деяких елементах дерев'яного домобудування. В кожній колоді проведено не менше 30 замірів вологості поверхні та центральної частини для виявлення необхідної кількості, п, паралельних спостережень в подальших дослідах. За результатами експерименту визначено коефіцієнт варіації.

Рис. 2.4. Схема лабораторної сушарки

На рис. 2.5-2.6 показано елементи сушильного обладнання яке використовувалось для проведення експериментів та розміщення дослідних зразків з датчиками вологості у пристрої.

Рис. 2.5. Лабораторний пристрій для проведення експериментів: а) камери, де проводиться сушіння зразків; б) пульт управління сушильним пристроєм; в) термометри

Рис. 2.6. Лабораторний сушильний пристрій: 1 - дослідні зразки, 2 -вологомір, 3 - місця встановлення датчиків вологоміру

Кількість замірів в основному експерименті була визначена за формулою [125]:

де ґ - критерій Стьюдента, ґ = 1,96 при рівні значущості д = 0,05;

Р - показник точності, в деревообробній галузі Р = 5 % ;

V - коефіцієнт варіації, з попередніх експериментів ¥=16 % . Отже, п= 1,962 • 16,12/25 = 30 шт.

Для якісної і кількісної оцінки впливу різних факторів і їх парних взаємодій на величину внутрішніх напружень необхідно провести повні факторні експерименти (ПФЕ) типу 23 [125], за результатами яких отримують лінійні моделі виду: