nestormedia.com nestorexpo.com nestormarket.com nestorclub.com
на главнуюновостио проекте, реклама

дисковые пилы
ленточные пилы по дереву
промышленные ножи
!

Еще о сушке древесины. Часть 2 из 2


Окончание. Начало статьи читайте здесь.

Относительная влажность воздуха
Воздух может содержать определенное количество воды в виде пара. Предположим, мы пролили на пол стакан воды (пол считается непромокаемым). Через некоторое время от воды не останется и следа. Куда же она делась? Вода поглощена воздухом.

Влажное белье вывешивается для сушки на воздухе. Воздух постепенно поглощает воду из белья и сушит его. Процесс сушки ускоряется, если дует ветер.

Способность воздуха поглощать влагу меняется в зависимости от температуры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество влаги он может поглотить. Когда воздух поглотил максимальное количество влаги, которое он может содержать при определенной температуре, то говорят, что воздух насыщен. Каждой температуре воздуха соответствует различное количество воды насыщения, возрастающее с повышением температуры.

Поглощающая способность воздуха возрастает с увеличением температуры не пропорционально, а экспоненциально. Это свойство с успехом используется для искусственной сушки древесины.
Однако состояние насыщения является предельным состоянием воздуха, который обычно находится в природе в ненасыщенном состоянии (то есть содержание влаги ниже, чем в состоянии насыщения).

Отношение влаги, содержащейся в воздухе, к максимальному количеству влаги, которое он может содержать при определенной температуре, называется относительной влажностью воздуха.
Чтобы лучше уяснить понятие относительной влажности воздуха, приведем несколько примеров.
Рассмотрим среду с температурой 35°С, содержание влаги в которой равняется 20 г/м3. Какова относительная влажность воздуха в этих условиях?

Решение: при 35°С насыщенный воздух содержит 41,9 г/м3 влаги.
Относительная влажность будет равняться: 20/(41,9х х100)=74.7%.
Приведем другой пример.

Каково будет содержание влаги в среде со следующими параметрами: температура 50°С и относительная влажность 63%?

Решение: при 50°С насыщенный воздух содержит 94,2 г/м3 влаги. Пусть Х — содержание влаги, которое требуется определить. Из соотношения Х/(94.2х100)=63% (относительная влажность) находим Х=63x(94,2/100)=59,3 г/м3.

Теперь рассмотрим пример, относящийся к работе установки для сушки древесины. Рассмотрим объем воздуха, характеризующийся следующими параметрами: температура 15°С, относительная влажность 75%. Подогреем теперь этот воздух любым способом, не меняющим общее содержание влаги в воздухе. Какова будет относительная влажность воздуха при температуре 70°С?

Решение: при 15°С насыщенный воздух содержит 13 г/м3 влаги, а при 70°С насыщенный воздух содержит 284 г/м3 влаги.

Содержание влаги при 15°С и относительной влажности 75% будет (13/100х75)=9,75 г/м3, а при 70°С — 9,75/(284х100)= 3,4 %.

Напрашиваются следующие выводы.

Во-первых, не имеет смысла определять значение относительной влажности воздуха, если не определяется также и температура воздуха, на которую ссылаются при определении.
Во-вторых, если речь идет о герметично закрытой среде (где отсутствует обмен с внешней средой), в которой можно в широких пределах изменять температуру, то относительная влажность воздуха может меняться в очень широких пределах.

В-третьих, воздух при определенных условиях может поглощать дальнейшую влагу, пока не достигнет предела насыщения.

В-четвертых, при равных значениях относительной влажности количество влаги в воздухе будет увеличиваться с повышением его температуры.

Стабилизация
Современные внешнеторговые связи предполагают массовое передвижение заготовок или готовых изделий из дерева. И, как следствие, сырье после обработки и после транспортировки оказывается в разных климатических условиях, то есть дерево постоянно меняет свою влажность, поскольку стремится прийти в гигроскопическое равновесие с новой средой.

Однако изменение содержания влаги приводит к изменению размеров, что недопустимо. Современная технология обработки с использованием самых сложных станков привела к узкой специализации производства. Небольшие предприятия производят отдельные элементы, которые собираются на крупных предприятиях. Эти элементы должны быть взаимозаменяемы, что предполагает стабильность размера материала.

Недостаточно, чтобы материал просто был высушен, нужно еще, чтобы он прошел процесс стабилизации, который блокирует гигроскопичность древесины.

Мы становимся свидетелями глубоких изменений в менталитете деревообработчиков, которые еще вчера были против искусственной сушки древесины, утверждая, что древесина сушится сама прямо на площадке.

Уже говорилось, что для правильной сушки древесины необходимо постоянно приводить климат в соответствие с влажностью древесины. Работа с очень высокими градиентами может повлечь за собой нарушение равномерности распределения влаги внутри древесной массы, что приводит к напряжениям, которые могут стать причиной разрушения дерева.

Сушка на площадке осуществляется без всякого контроля среды, так как нет способов влияния на нее. Древесина на открытой площадке зависит от капризов погоды — она находится в постоянной зависимости от температурных колебаний, изменений влажности воздуха, от смены силы и направления ветра. Все это не способствует правильной сушке.

В самом деле, продукция, высушенная на площадке, имеет огромное количество дефектов — от коробления до множества трещин и внутренних микротрещин, которые существенно снижают качество товара. Если к этому добавить еще и длительное время, необходимое для естественной сушки, то становится понятно, какими омертвением капитала и низкой рентабельностью она чревата.

Древесина, высушенная на площадке, не отвечает основному требованию промышленности — она не прошла стабилизации. Дерево после атмосферной сушки имеет открытые поры и сохраняет состояние гигроскопичности, то есть поглощает или отдает влагу.

Для того, чтобы древесина приобрела стабильность, нужно подвергнуть ее процессу нагревания при высоких температурах (более 60°С). На площадке это сделать невозможно. В результате высокотемпературного нагрева резко уменьшается гигроскопичность древесины, то есть ее способность к обмену влагой со средой. Отклонения от конечной влажности будут находиться в очень узких пределах (+/-1%).

Установка для искусственной сушки древесины
Сушильная установка — это рентабельное вложение капитала. Благодаря ей резко сокращаются складские запасы из-за сокращения времени, затрачиваемого на сушку.

Возможность изменять климат по желанию в пределах сушильных камер позволяет обрабатывать древесину с наиболее подходящими параметрами и получать готовый продукт высокого качества при наименьшем времени сушки. Наконец, конечный продукт окажется не только высушенным до нужной конечной влажности, но и сохранит это значение влажности долгое время.

Технология сушки не нашла еще достойного заменителя воздуху. После прогрева и контакта с древесиной он отдает ей тепло. Тепло способствует превращению воды, содержащейся в дереве, в пар.

Полученному пару легко удается пройти через слой древесины и выступить на поверхности доски.
Тот же воздух, который нагрел древесину, способен поглотить пар, выступивший на поверхности древесины. Нагрев воздуха повышает эту способность, так как уменьшает относительную влажность воздуха.

Принцип довольно простой, однако более глубокое исследование процесса сушки обнаруживает наличие следующей проблемы. После того как воздух отобрал влагу у древесины, он увеличивает собственную влажность, стремясь к насыщению. То есть он не может более поглощать влагу. Необходимо заменить его другим, менее влажным воздухом для продолжения процесса сушки.

Теперь мы можем в общих чертах набросать план сушильной установки. Прежде всего, нужно специальное помещение для размещения пиломатериалов. Оно должно быть изолировано от внешней среды. Это помещение называется сушильной камерой.

Затем необходима система для продвижения воздуха и направления его к пиломатериалам, подлежащим сушке. Эта система называется вентиляционной установкой.

Циркулирующий воздух нуждается теперь в подогреве для того, чтобы нагревать древесину. Этой цели служит нагревательная установка.

Весь комплекс предполагает еще и наличие соответствующих приборов, контролирующих режим ее работы. Необходимо в каждый момент знать реальную влажность подлежащей сушке древесины, чтобы подобрать для этого соответствующий климат и прекратить сушку по достижении нужной конечной влажности. Кроме того, важно знать температуру воздуха внутри камеры.

Для этого понадобится термометр внутри камеры. Наконец, нужно знать влажность воздуха в камере, которая в сочетании с температурой определяет климат. Для измерения влажности в камере нужен гигрометр. Раньше такой гигрометр исполнялся в виде двух термометров — сухого и мокрого, по показаниям которых определялась относительная влажность воздуха. В современных системах используется специальный зонд, который оценивает влажность воздуха в камере в терминах равновесной влажности дерева для данных параметров воздуха. Данный зонд представляет собой пластинку из целлюлозы.

Корпус
Главным требованием к конструкции сушильной установки является хорошая теплоизоляция (с точки зрения экономичности сушки), герметичность, гидроизоляция и устойчивость к отрицательным воздействиям, имеющим место в процессе сушки (высокая влажность, высокая концентрация органических кислот, циклические изменения температур в широком диапазоне). Кроме того, камера должна удовлетворять общестроительным требованиям, например, выдерживать максимальную скорость ветра, снеговую нагрузку.

Во время цикла сушки климат, создаваемый внутри камеры, сильно отличается от наружного климата. Разница во влажности приводит к тому, что создаются предпосылки для просачивания влаги через стены, пол и потолок камеры. Кроме того, неконтролируемая высокая утечка тепла и влаги из камеры может привести к увеличению сроков и стоимости сушки. Чтобы не допустить утечки тепла и влаги, производители сушильных камер изготавливают корпус из алюминиевых панелей, применяя негигроскопичные материалы для теплоизоляции стен, крыши, ворот камеры, тщательно герметизируют все стыки панелей крыши и стен.

Увлажнение
Для увлажнения воздуха в камере монтируется специальная система, состоящая из стальной нержавеющей подводящей трубы с равномерно распределенными форсунками. Подача воды управляется электромагнитным клапаном, монтируемым снаружи камеры.

Для эффективной работы системы увлажнения необходимо иметь давление воды в водопроводе не ниже 3 атм. (Идеальное давление составляет от 4 до 5 атм.). Если давление воды ниже указанного, или подача воды периодически отключается, необходимо в систему увлажнения включить помпу и накопительный бак.

Если вода в водопроводе слишком жесткая (макс. PH 7.5), то в систему увлажнения необходимо включить смягчитель воды. Это позволит избежать образования накипи в трубах и обеспечит надежную работу форсунок и электромагнитного клапана. Если в воде присутствуют механические примеси, то в систему увлажнения необходимо включить также фильтр.

Система воздухообмена
Для организации обмена воздухом между камерой и внешней атмосферой используются специальные трубы с заслонкой. Каждая такая труба управляется отдельным серводвигателем. Трубы монтируются равномерно по ширине камеры в два параллельных ряда. Приточно-вытяжные трубы могут располагаться как на крыше камеры, так и на фронтальной и тыльной стенках камеры

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ




Ещё из раздела технология сушки древесины

    В редакцию газеты поступают письма специалистов, в которых рассказывается о различных разработках приспособлений для ремонтно-строительных работ и технологиях производства строительных материалов. Годами изобретатели не могут найти ...
    подробнее
      Продолжение. Часть 2 из 3. Начало статьи Рис. 6. Холодильник-конденсатор с гидрозатвором: 1-камера; 2-холодильник; 3-флорентина; 4-выход подогретой воды; 5-ввод охлаждающей воды; 6-конденсат; 7-скипидар; 8-спуск конденсата; 9-сливная ...
      подробнее
        Окончание, часть 3. Части 1 и 2 . О формировании штабеля Междурядным прокладкам, по данным научно-технической литературы, зарубежные фирмы уделяют должное внимание. Прокладки обязательно должны быть строгаными и обязательно - ...
        подробнее
        © 2019 Новости деревообработки
                                              

        Сайт работает на платформе Nestorclub.com