Введение к работе
Актуальность темы. Технологический процесс прессования является определяющим в производстве древесных композиционных материалов (ДКМ).
Среди известных способов - один из наиболее перспективных - метод прессования с продувкой материала паром и последующей вакуумной сушкой. Метод позволяет за счет интенсивной тепловой обработки сократить цикл прессования в 3 - 4 раза, соответственно увеличив производительность прессового оборудования. Особенно очевидны его преимущества при изготовлении плит повышенной толщины с равномерной плотностью по сечению, а также плит специального назначения с использованием связующих с длительным временем отверждения.
Вместе с тем по сравнению с традиционным контактным методом прессования, значительно возрастает количество факторов, определяющих режим прессования. К параметрам прессуемого материала добавляются конструкционные особенности пресса и системы теплоснабжения, параметры используемого для продувки пара. Значительно увеличивается вариантность управления процессом за счет выбора последовательности и длительности стадий продувки, выдержки и вакуумирова-ния, а также за счет регулирования параметров пара и величины разрежения.
Чисто экспериментальные методы поиска и отработки режимов становятся неприемлемыми. Требуется разработка математических моделей процесса и на их основе программного обеспечения, позволяющего проводить численные исследования и поиск близких к оптимальным режимов прессования. Необходимы научно обоснованные рекомендации по построению режимов прессования и систем управления оборудованием пресса.
Целью работы является исследование физических процессов, протекающих при прессовании древесноволокнистых плит средней плотности с продувкой материала паром" и вакуумированием, разработка рациональных режимов прессования и рекомендаций по управлению этим процессом.
Методика исследований. Исследования проводились на основе теоретического изучения процессов тепломассопереноса, протекающих при прессовании с продувкой и вакуумированием, численного исследования на основе разработанной математической модели и программного обеспечения режимов прессования, экспериментального исследования параметров модели и её адекватности реальному процессу. Проверка разра-
ботанных режимов прессования осуществлялась на экспериментальном стенде и в производственных условиях. Научная новизна работы.
разработана математическая модель тепломассопереноса при прессовании ДКМ с продувкой паром и вакуумированием, которая применима и для расчетов обычных контактных процессов прессования как на сетках, гак и без них;
разработаны методики экспериментального исследования проницаемости материала при продувке его паром;
разработано программное обеспечение для обработки результатов экспериментального исследования процессов продувки и вакуумиро-вания и для численного исследования процесса прессования древесных плит;
предложены рациональные режимы прессования древесноволокнистых плит средней плотности с продувкой паром и вакуумированием;
выработаны рекомендации по управлению процессом прессования.
Практическая ценность работы и её реализация. Результаты работы могут быть использованы для расчета процессов тепломассопереноса при прессовании ДСтП и ДВП СП как с продувкой паром и вакуумированием, так и без них.
Разработанные режимы прессования ДВП СП с продувкой паром и вакуумированием реализованы в производственных условиях на ЗАО «Плитспичпром» (г. Балабаново Калужской обл.).
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях МГУЛ в 1995-2000 гг; на XXXV международном семинаре по проблемам моделирования и оптимизации композитов «Моделирование и вычислительный эксперимент в материаловедении» (Одесса, 1996 г.); на 9-й международной школе-семинаре «Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте» (Алушта, 1996 г.).
Полученные результаты прошли апробацию в лабораторных и производственных условиях на ЗАО «Плитспичпром».
Публикации. Основные положения и результаты работы опубликованы в 8 статьях и 1 патенте России.
Объём работы состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы из 120 наименований и приложений, изложенных на 174 страницах машинописного текста с 38 рисунками и 15 таблицами.