Введение
Глава 1. Состояние проблемы и задачи исследования 17
1.1. Существующие способы окорки лесоматериалов 17
1.1.1. Фрикционный способ окорки 18
1.1.2. Режущий способ окорки 22
1.1.3. Гидравлическая окорка 23
1.1.4. Пневматическая окорка 24
1.1.5. Термокомпрессионный способ окорки 24
1.1.6. Электрогидравлический способ окорки 24
1.1.7. Сверхвысокочастотный способ окорки 25
1.1.8. Электрический способ окорки 26
1.1.9. Окорка обжимом 26
1.1.10. Химический способ окорки деревьев на корню 26
1.2. Современные методы использования ультразвука в
технологических процессах 28
1.2.1. Основные параметры ультразвукового излучения 30
1.2.1.1. Физические параметры ультразвука 31
1.2.1.2. Энергетические параметры ультразвука 34
1.2.1.3. Распространение ультразвука 35
1.2.2. Применение ультразвука 36
1.2.2.1. Получение информации с помощью ультразвука 37
1.2.2.2. Воздействие ультразвука на вещество 43
1.2.2.3. Обработка и передача сигналов 51
1.2.3. Ультразвуковые технологии в лесной промышленности 54
1.2.3.1. Технология сушки древесины 60
1.2.3.2. Технология уплотнения древесины 62
1.3. Выводы и основные задачи исследований
Глава 2. Комплексные теоретические исследования технических систем и технологии окорки лесоматериалов ультразвуком 68
2.1. Математическое моделирование технических средств для окорки лесоматериалов ультразвуком 69
2.1.1. Математическое моделирование окаривающей колебательной системы 70
2.1.2. Математическое моделирование генератора для ультразвуковой окорки лесоматериалов 71
2 Математическое моделирование процесса окорки лесоматериалов ультразвуком 85
2.2.1. Математическое моделирование возникновения кавитационного эффекта при ультразвуковой окорке лесоматериалов 86
2.2.1.1. Возникновение и динамика кавитационного пузырька 87
2.2.1.2. Рост и схлопывание кавитационного пузырька при разрушении слоев коры 105
2.2.1.3. Энергия, возникающая при схлопывании кавитационного пузырька для разрушения связи между корой и древесиной... 108
2.2.1.4. Излучение звука кавитационным пузырьком, инициированным ультразвуковым полем в жидкости 111
2.2.2. Математическое моделирование гидродинамических потоков рабочей среды, инициированных ультразвуковыми осцилляторами 113
2.3. Концептуальное моделирование технолого-экологических аспектов окорки лесоматериалов ультразвуком 132
2.4. Физико-механические и химические свойства коры различных древесных пород 159
2.4.1. Физико-механические свойства коры 165
4
2.4.2. Химические свойства коры 170
2.5. Выводы по главе 174
Глава 3. Методика и результаты экспериментальных исследований окорки лесоматериаловультразвуком 176
3.1. Методика постановки экспериментальных исследований характеристик технических систем и оборудования 176
3.2. Методика постановки экспериментальных исследований процесса окорки лесоматериалов ультразвуком 181
3.3. Экспериментальная установка для исследования параметров технических систем и технологии окорки лесоматериалов ультразвуком 181
3.4. Экспериментальные исследования характеристик технических систем и оборудования 1 3.4.1. Результаты экспериментальных исследований характеристик ультразвукового концентратора 183
3.4.2. Результаты экспериментальных исследований характеристик ультразвукового излучателя 189
3.5. Результаты экспериментальных исследований качественных и эксплуатационных характеристик окаривающих ультразвуковых инструментов 192
3.5.1. Статические измерения качественных и эксплуатационных характеристик 193
3.5.2. Динамические измерения качественных и эксплуатационных характеристик 2 3.6. Результаты экспериментальных исследований процесса окорки лесоматериалов ультразвуком 209
3.7. Выводы по главе 214
5
Глава 4. Методы и технические средства разработки технологии окорки лесоматериалов ультразвуком 216
4.1. Общие требования, предъявляемые к ультразвуковым технологическим установкам 216
4.2. Обоснование системы параметров ультразвуковых генераторов
4.2.1. Генераторы, применяемые в ультразвуковых технологиях 230
4.2.2. Обоснование параметров генератора для окорки лесоматериалов ультразвуком 233
4.3. Обоснование комплекса показателей ультразвуковой колебательной системы 235
4.3.1. Обоснование параметров ультразвукового преобразователя...240
4.3.2. Согласование параметров преобразователей со средой 244
4.3.3. Обоснование параметров ультразвукового концентратора 248
4.3.4. Обоснование параметров излучателей и его элементов 253
4.3.5. Свойства материалов резонансных элементов ультразвуковых инструментов 2 4.4. Технологическая установка для исследования ультразвуковой окорки лесоматериалов 263
4.5. Обоснование технологичности технических систем окорки лесоматериалов ультразвуком 2 4.5.1. Общая методика расчёта комплексного показателя (коэффициента) технологичности изделия 266
4.5.2. Определение комплексного показателя технологичности ультразвуковой колебательной системы для окорки лесоматериалов 269
4.6. Разработка комплексных методов по устранению допустимых вредных воздействий при реализации 6
технологического процесса окорки лесоматериалов ультразвуком 282
4.7. Выводы по главе 287
Глава 5. Комплексное использование и переработка отходной коры, полученной при ультразвуковой окорке лесоматериалов 289
5.1. Пути утилизации коры 289
5.2. Использование коры в качестве топлива 291
5.3. Использование коры в сельском хозяйстве 291
5.4. Использование коры для получения дубильных экстрактов.. 294
5.5. Использование коры в ландшафтном дизайне и лесопитомническом хозяйстве 295
5.6. Использование коры в производстве строительных материалов 300
5.7. Выводы по главе 305
Глава 6. Реализация результатов исследований и комплексная оценка экономической эффективности 306
6.1. Реализация результатов исследований 306
6.1.1. Характеристика опасных и вредных факторов, возникающих в процессе изготовления и эксплуатации 306
6.1.2. Технические требования и рекомендации на разработку и внедрение в производство ультразвукового технологического комплекса 310
6.2. Комплексная оценка экономической эффективности 314
6.2.1. Оценка производительности технологического комплекса для окорки лесоматериалов ультразвуком 314
6.2.2. Оценка экономической эффективности технологии ультразвуковой окорки лесоматериалов 315
6.3. Выводы по главе 318
Общие выводы и рекомендации 319
Список использованных источников 321
Приложения
