Выбор условий гидротермической обработки чураков - Технология клееных материалов и плит

При лущении тонкий слой древесины, срезаемый с чурака, должен быть достаточно плотным, не иметь трещин и разрывов. Для предотвращения появления трещин чураки перед лущением подвергаются тепловой обработке с целью усиления деформативности древесины. Гидротермообработка чураков перед лущением производится путем их проваривания, т. е. они выдерживаются в течение определенного количества времени в горячей воде.

Для получения качественного шпона температура древесины перед лущением должна быть для ольхи и березы не менее 200С, сосны, ели 300С, дуба 400С, лиственницы 30 - 450С.

Режим гидротермообработки чураков включает температуру нагревающей среды и время выдержки их в этой среде. При этом время нагревания чураков зависит как от температуры нагревающей среды, так и от физических свойств древесины, диаметра чураков и их начальной температуры, желаемой температуры на поверхности карандаша, остающегося после лущения.

Условия режима определены исходными данными, указанными в таблице 2 [1].

Последовательность решения задачи по определению времени нагревания чураков:

1. Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу r/R.

Отношение r/R подсчитываем для каждой группы заданной группы диаметров чураков, при этом радиус R берем по наибольшему значению диаметра в данной группе.

Для определения диаметра остающегося карандаша, dk, м, используем следующую формулу

Dk = do - 0,00275 + 0,26dч2 - 0,12dч3, (1.1)

Где do - диаметр кулачков лущильного станка, м;

Dч - диаметр чураков, м.

Вычисляем отношение для первой группы диаметров 17 - 19 см. Сначала рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,060 (исходя из исходных данных пункт 9[1]); dч = 0,18 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

Dk1 = 0,060 - 0,00275 + 0,26*0,182 - 0,12*0,183 =

Определяем радиус карандаша, r, м

R1 =

Определяем радиус чурака, R, м

R1 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Аналогичные операции проводим с другими группами.

Вычисляем отношение для второй группы диаметров 30 - 32 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,31 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

Dk2 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,312 - 0,12*0,312 = 0,09

Определяем радиус карандаша, r, м

R2 = .

Определяем радиус чурака, R, м

R2 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение для третьей группы диаметров 34 - 36 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,35 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

Dk3 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,352 - 0,12*0,352 = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

R3 =

Определяем радиус чурака, R, м

R3 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение для четвертой группы диаметров 38 - 40 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,39 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

Dk4 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,392 - 0,12*0,392 = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

R4 = .

Определяем радиус чурака, R, м

R4 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

2. По способу доставки чураков, породе древесины выбираем влажность древесины по таблице 4[1].

Так как в данном варианте способ доставки сырья железнодорожный и порода древесины - лиственница, то влажность берем равную 60-80%.

3. Зная влажность и породу древесины, выбираем значение коэффициента тампературопроводности a, , по таблице 5[1].

А = 0,00063

4. Значение безразмерной температуры, и, находим по формуле

(1.2)

Где t - температура на поверхности карандаша, 0С;

T0 - начальная температура чурака, 0С;

T1 - температура нагревающей среды, 0С;

Температура на поверхности карандаша t, как уже указывалось, зависит от породы древесины и может быть принята: для березы, ольхи -200С, сосны, ели 300С, лиственницы 400С.

Температура нагревающей среды t1 принимается 40 - 500С (при обработке древесины по мягким режимам). Значения начальной температуры выбираем по таблице 2[1].

Принимаем t = 400 C; t1 = 500 C; t0 = 350C. Подставляя эти значения в формулу (1.2), получим

5. Величину критерия, F0, определяем по таблице 6 [1].

Принимаем и = 0,67 , получим F01 =0,1

Принимаем и = 0,67 , получим F02 =0,12

Принимаем и = 0,67 , получим F03 =0,12

Принимаем и = 0,67 , получим F04 =0,14.

Время нагревания чураков, Z, ч, определяем по формуле

(1.3)

Где а - коэффициент температуропроводности, ;

R - радиус чурака, м;

F0 - критерий теплового подобия Фурье.

Расчеты времени нагревания проводим отдельно для чураков каждой группы диаметров.

Находим Z1 для первой группы диаметров 26-28 см. Принимаем F01 = 0,1; R1 = 0,14 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z2 для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем F02= 0,12; R2 = 0,16 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z3 для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем F03=0,12; R3 = 0,18 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z4 для четвертой группы диаметров 38-40см. Принимаем F04=0,14; R4 = 0,20 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Для нагревания сырья в настоящее время стремятся использовать как открытые бассейны, так и закрытые многосекционные варочные бассейны, в которых обработка ведется по мягким режимам. Емкость одной секции, Е, м3, такого бассейна определяем по формуле

(1.4)

Где L - длина секции, м;

B - ширина секции, м;

H - высота бассейна, м;

- коэффициент плотности укладки чураков.

Возможные размеры секций:

L = от 5 до 15 м;

B = l + (1-2 м);

H = 2,5 - 3 м;

L - длина нагреваемого чурака, м;

- коэффициент плотности укладки принимаем равным 0,7.

Находим емкость, Е, м3,одной секции. Принимаем L = 10 м; B = 3,2 м; H = 3 м; = 0,7. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получим

Е = 10*3,2*3* 0,7 = 67,2 м3.

Производительность бассейна (секции), А, м3/см, определяем по формуле

(1.5)

Где T - продолжительность смены, ч;

E - емкость одной секции, м3;

Z - время нагревания чураков, ч;

ZВСП - время загрузки и разгрузки одной секции бассейна, ч.

Затраты вспомогательного времени могут приниматься из расчета 0,26 - 0,28 ч на каждый погонный метр длины секции.

Находим производительность бассейна для первой группы диаметров 26-28см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z1 = 3,1 ч; ZВСП = 0,27 ч. Подставляя эти значения в формулу (1.5), получим

.

Находим производительность бассейна для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z2 = 4,88 ч; ZВСП = 0,27ч, получаем

.

Находим производительность бассейна для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z3 = 6,17 ч; ZВСП = 0,27 ч, получаем

.

Находим производительность бассейна для четвертой группы диаметров 38-40см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z4 = 8,89 ч; ZВСП = 0,27 ч, получаем

.

Расчет производительности варочного бассейна производим отдельно для каждой заданной группы диаметров чураков, приведенных в задании.

Заданием предусмотрено общее количество перерабатываемого сырья и распределение этого сырья по группам диаметров в процентах. С учетом этого определяем количество перерабатываемого сырья по каждой группе диаметра Q1, Q2,...,Qn.

Находим Q1, т. е. 10% от 190 Q1 =

Находим Q2, т. е. 30% от 190 Q2 =

Находим Q3, т. е. 40% от 190 Q3 =

Находим Q4, т. е. 20% от 190 Q4 =

Зная производительность варочного бассейна, количество сырья по каждой группе диаметров, определяем потребное количество секций бассейна, n, секций, для проваривания сырья каждой группы по формуле

(1.6)

Где Q1; Q2;...,Qn - количество сырья данной группы диаметров, м3;

А1; А2;....,Аn - производительность варочного бассейна при проваривании чураков той же группы диаметров, м3/смену.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна, n, секций, для первой группы диаметров 26-28см. Принимая Q1 = 19; А1 = 64,23. Подставляя эти значения в формулу (1.6), получим

N1 = 1.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для второй группы диаметров 30-32см. Принимая Q2 = 57; А2 = 40,8, получаем

N2 = 2.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для третьей группы диаметров 34-36см. Принимая Q3 =76; А3 = 32,27, получаем

N3 = 3.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для четвертой группы диаметров 38-40см. Принимая Q4 =38; А3 =22,4 , получаем

N4 = 2.

Затем определяем общее количество секций бассейна для тепловой обработки заданного количества сырья.

N1 + n2 + n3 + n4 = 1+2+3+2 = 8 секции.

Похожие статьи




Выбор условий гидротермической обработки чураков - Технология клееных материалов и плит

Предыдущая | Следующая