Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 14
1.1 Способы удаления влаги из древесины 15
1.2. Анализ структуры энергозатрат на камерную сушку пиломатериалов .22
1.3. Пути снижения энергозатрат на камерную сушку пиломатериалов .29
1.4. Режимы сушки древесины, построенные на использовании явления термовлагопроводности 35
1.5. Лесосушильные камеры с естественной циркуляцией воздуха 41
1.6. Технология сушки пиломатериалов 49
1.7. Выводы. Задачи исследований 55
2. Теоретическое исследование общих закономерностей неизотермического влагопереноса в древесине 60
2.1. Анализ процессов тепломассообмена при конвективной сушке древесины 60
2.2. Особенности влагопереноса при сушке древесины 73
2.3. Влагопроводность древесины 79
2.4. Оценка влияния неизотермичности тепломассообмена на процесс сушки 94
2.4.1. Анализ существующих подходов 94
2.4.2. Исследование неизотермического влагопереноса на модели коллоидного капиллярно-пористого тела 97
2.5. Управление влагообменом при сушке 111
2.6. Выводы 114
3. Общие методические положения .117
3.1. Методика проведения вычислительного эксперимента .117
3.1.1. Решение системы дифференциальных уравнений в частных производных тепломассообмена (ДУЧП ТМО) 117
3.1.2. Моделирование параметров внешнего и внутреннего ТМО при сушке 121
3.1.2.1. Коэффициент влагопроводности древесины .121
3.1.2.2. Температура агента сушки (обрабатывающей среды) 123
3.1.2.3. Равновесная влажность древесины .124
3.1.2.4. Коэффициент влагообмена 125
3.1.2.5. Моделирование реологических характеристик древесины и процесса развития внутренних напряжений в древесине 132
3.2. Методика экспериментальных исследований 135
3.2.1. Сушка с естественной циркуляцией 135
3.2.1.1. Описание экспериментальной сушильной камеры с естественной циркуляцией .135
3.2.1.2. Проведение процесса и контроль показателей качества сушки 137
3.2.2. Сушка с принудительной циркуляцией 139
3.2.2.1. Описание экспериментальной установки 139
3.2.2.2. Проведение процесса и контроль показателей качества сушки 141
3.3. Методика математической обработки результатов эксперимента 143
3.4. Математическое моделирование по результатам многофакторных экспериментов 145
3.4.1. План В3 145
3.4.2. План Хартли
3.5. Оптимизация 149
3.6. Методика определения затрат энергии на сушку .
3.6.1. Определение затрат тепловой энергии на сушку .152
3.6.2. Определение затрат электрической энергии на сушку .157
3.6.3. Определение общих затрат энергии на сушку 158
3.6.4. Определение стоимости энергии 158
4. Технология сушки пиломатериалов в камерах с естественной циркуляцией агента сушки .159
4.1. Вычислительный эксперимент 159
4.1.1. Особенности вычислительного эксперимента 159
4.1.2. Входные и выходные параметры вычислительного эксперимента 160
4.1.3. Результаты вычислительного эксперимента и их анализ .161
4.2. Лабораторные исследования .169
4.2.1. Постановка и проведение эксперимента .169
4.2.2. Постоянные и переменные факторы при проведении эксперимента 169
4.2.3. Выходные параметры при проведении эксперимента 170
4.2.4. Построение математических моделей выходных параметров эксперимента 178
4.2.4.1. Продолжительность сушки 178
4.2.4.2. Среднеквадратическое отклонение влажности пиломатериалов 180
4.2.4.3. Расход энергии на сушку 181
4.2.4.4. Решение компромиссной задачи методом условного центра масс .183
4.2.5. Анализ результатов лабораторных исследований 186
4.3. Исследование в производственных условиях 187
4.3.1. Опытно-промышленная камера 187
4.3.2. Проведение опытных сушек 189
4.3.3. Анализ результатов производственных исследований 195
5. Технология сушки пиломатериалов бесступечатыми режимами .197
5.1. Моделирование процессов сушки пиломатериалов режимами различной структуры .197
5.2. Аналитическое обоснование эффективности бесступенчатых режимов сушки пиломатериалов 225
5.2.1. Постоянные и переменные факторы при проведении вычислительного эксперимента. Выходные параметры 225
5.2.2. План проведения вычислительного эксперимента и его реализация .227
5.2.3. Постановка комплекса задач оптимизации и их решение .231
5.2.4. Особенности тепломассообмена при сушке бесступенчатыми режимами 236
5.3. Экспериментальное исследование .242
5.3.1. Постановка и проведение эксперимента 242
5.3.2. Результаты эксперимента и их обработка 245
5.3.3. Построение математических моделей выходных параметров эксперимента. Оптимизация .251
5.3.3.1. Продолжительность сушки 251
5.3.3.2. Среднеквадратическое отклонение влажности пиломатериалов 252
5.3.3.3. Расход энергии на сушку 253
5.3.3.4. Решение компромиссной задачи методом условного центра масс .254
5.3.3.5. Сравнительный анализ результатов эксперимента с данными теоретических исследований 258
5.4. Выводы .260
6. Оценка технико-экономической эффективности использования результатов работы .262
Основные выводы и рекомендации .267
Библиографический список
