Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования 9
1.1. Общие сведения об исследуемом материале 9
1.2. Технология сушки древесины 11
1.3. Современная практика сушки шпона повышенной толщины 12
1.4. Цель работы и задачи исследования 17
Глава 2. Исследование динамики и кинетики сушки шпона повышенной толщины 20
2.1. Экспериментальная установка. Подготовка образцов 20
2.2. Методика проведения опытных сушек 25
2.3. Методы определения распределения влаги в древесине 27
2.4. Экспериментальное исследование процессов сушки шпона повышенной толщины 28
2.5. Выводы по главе 36
Глава 3. Математическое моделирование процесса сушки тонких древесных сортиментов 37
3.1. Моделирование тепломассопереноса в древесине при сушке 37
3.2. Моделирование напряженно-деформированного состояния древесины при сушке 44
3.3. Описание компьютерной программы DRYWOOD 47
Глава 4. Проверка адекватности и уточнение параметров математической модели 52
4.1. Проверка адекватности математической модели 52
4.2. Метод определения поверхностной влажности в процессе сушки 58
4.3. Экспериментальное определение коэффициента влагообмена 66
Глава 5. Разработка режимов сушки шпона повышенной толщины 71
5.1. Факторы, ограничивающие интенсивность сушки древесины 71
5.2. Определение безопасных параметров сушильного агента в начале процесса сушки 74
5.3. Определение структуры и параметров режимов сушки шпона повышенной толщины 76
5.4. Экспериментальная проверка разработанных режимов сушки шпона повышенной толщины 84
5.5. Внедрение режимов сушки шпона повышенной толщины на производстве 90
Заключение 91
Библиографический список 93
Приложение А 103
Приложение Б 149
Приложение В 167
Приложение Г 176
Приложение Д 230
Приложение Е 231
- Современная практика сушки шпона повышенной толщины
- Описание компьютерной программы DRYWOOD
- Метод определения поверхностной влажности в процессе сушки
- Экспериментальная проверка разработанных режимов сушки шпона повышенной толщины
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из актуальных проблем развития современного деревообрабатывающего производства является разработка технологии сушки строганого шпона повышенной толщины (более 3 мм) и тонких пиломатериалов (толщиной менее 19 мм), иногда именуемых производителями как «пиленый шпон».
Наблюдающийся в последние десятилетия непрерывный рост стоимости качественной древесины способствовал повышению интереса к использованию шпона повышенной толщины, прежде всего из древесины твердых лиственных пород. Применение такого шпона в качестве облицовочного материала существенно снижает себестоимость продукции и, как правило, улучшает ее эксплуатационные характеристики по сравнению с изделиями из массивной древесины. Шпон толщиной более 3 мм широко используется при изготовлении паркетных досок, столярных плит, стеновых панелей, элементов интерьера, музыкальных инструментов и т. д.
Несмотря на растущий интерес к этому материалу, общепринятой
технологии его сушки до сих пор не было предложено. Производители
продольных шпонострогальных станков и сушильного оборудования для
сушки шпона толщиной до 3 мм рекомендуют использовать обычные
роликовые сушилки. Если шпон не успевает высохнуть за один проход, его
рекомендуют еще раз пропустить через сушилку. В то же время современные
станки позволяют получать шпон толщиной до 10-13 мм. Но в прилагаемых к
сушилкам технических инструкциях не говорится о том, как сушить такой
шпон. На практике деревообработчики, для того, чтобы высушить шпон
повышенной толщины, вынуждены многократно пропускать его через
роликовую сушилку. В результате затраты на сушку оказываются высокими
из-за значительных энергетических и трудовых затрат. Кроме того, при такой
сушке древесина не всегда равномерно высыхает и часто растрескивается.
Режимы сушки в камерах периодического действия тонких пиломатериалов и
заготовок из древесины твердых лиственных пород толщиной менее 19 мм в
настоящее время отсутствуют. Их, обычно, сушат по режимам,
предназначенным для более толстого материала, что неоправданно
увеличивает продолжительность процесса. Все это негативно сказывается на
себестоимости готовых изделий и, соответственно, на
конкурентоспособности отечественных деревообрабатывающих
предприятий.
Настоящая работа посвящена разработке рациональной технологии сушки шпона повышенной толщины и тонких пиломатериалов из древесины твердых лиственных пород, использование которой на производстве позволит существенно улучшить качество и снизить себестоимость сушки такого материала.
Целью работы является разработка технологии сушки шпона повышенной толщины.
Задачами настоящей работы являются:
-
изучение особенности динамики и кинетики сушки шпона повышенной толщины;
-
разработка математической модели, описывающей тепломассоперенос в шпоне повышенной толщины и его напряженно-деформированное состояние;
-
разработка режимов сушки шпона толщиной 3-19 мм на основе полученных расчетных и экспериментальных данных.
Объектами исследования является строганый и пиленый шпон толщиной от 3 до 19 мм лиственных пород, а также физические процессы, происходящие при сушке этого материала.
Предметом исследования является механизм процесса сушки шпона повышенной толщины, свойства древесины, подвергавшейся сушке различными способами, включая особенности влагопереноса, а также режимы сушки.
Научной новизной обладают:
математическая модель конвективной сушки шпона повышенной толщины;
методика определения поверхностной влажности древесины; Практическая значимость работы. Разработаны режимы сушки
шпона повышенной толщины из древесины дуба.
Достоверность полученных результатов подтверждается:
использованием основных положений теории тепломассопереноса в процессах сушки древесины;
совпадением результатов теоретических исследований с экспериментальными данными и результатами промышленного внедрения;
применением современных методов планирования эксперимента и математической обработкой их результатов;
Положения, выносимые на защиту:
математическая модель процесса сушки шпона повышенной толщины конвективным способом;
режимы сушки шпона повышенной толщины в промышленных конвективных сушильных камерах.
Личный вклад соискателя. Автором разработана и сконструирована лабораторная установка конвективной сушки. Разработана методика измерения поверхностной влажности древесины. Разработана математическая модель процесса сушки шпона повышенной толщины конвективным способом.
Разработаны режимы сушки шпона повышенной толщины из древесины дуба в конвективных сушильных камерах периодического действия.
Апробация работы. Основные результаты и научные положения, изложенные в диссертационной работе, докладывались: на научно-технических конференциях преподавателей и аспирантов МГУЛ. Мытищи
(Московская обл.), 2013-2017; на международной конференции “WOOD SCIENCE AND ENGINEERING IN THE THIRD MILLENNIUM”. Брашов (Румыния) 2015; на конференции Первые Международные Лыковские научные чтения, посвящённые 105-летию академика А.В. Лыкова. Москва, 2015; на XIV международной конференции «Современный физический практикум». Москва, 2016.
Реализация работы. Промышленное внедрение технологии сушки шпона повышенной толщины осуществлено на деревообрабатывающем предприятии ООО «Карелия-Упофлор СиАйЭс».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе одна работа в международном издании Pro Ligno, 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК, а также получен патент на изобретение №2624285 РФ «Способ получения строганого шпона из короткомерных отходов ванчесов».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем работы составляет 236 страниц. Работа содержит 49 рисунков и 13 таблиц.
Современная практика сушки шпона повышенной толщины
Несмотря на то, что шпон повышенной толщины уже длительное время находит применение в производстве различных изделий, рациональной технологии его сушки до сих пор не разработано. Что касается шпона, получаемого путем строгания, то производители роликовых сушилок ограничивают толщину высушиваемого материала на уровне 3мм, иногда 4 мм. При этом никаких рекомендаций по сушке более толстого шпона не дается. Основная проблема заключается в относительно высокой продолжительности сушки толстого шпона – она во много раз превышает продолжительность сушки обычного шпона.
На ряде предприятий, чтобы высушить толстый шпон, его многократно пропускают через обычную роликовую сушилку, до тех пор, пока влажность шпона не достигнет заданного значения. При такой технологии трудно ожидать высокого качества сушки. Существенная часть материала после такой сушки имеет поверхностные трещины. Это связано с тем, что при сушке в роликовых и ленточных сушилках, в которых температура сушильного агента превышает 100 C, а регулирование его относительной влажности отсутствует, в толстом шпоне, в первую очередь из древесины твердых лиственных пород, возникают значительные сушильные напряжения и вероятность его растрескивания резко возрастает. Кроме того, после многократной сушки толстого шпона в таких сушилках наблюдается значительный разброс по конечной влажности отдельных листов, что может негативно сказаться на качестве выпускаемой продукции.
На других предприятиях такой материал сушат в обычных конвективных камерах, используя известные режимы, рекомендованные для сушки тонких пиломатериалов из древесины конкретной породы. Очевидно, что для сушки толстого шпона такие режимы являются слишком мягкими. При их использовании может быть обеспечено достаточно высокое качество сушки, но продолжительность процесса в этом случае будет неоправданно велика, что соответственно отразится на себестоимости сушки.
В настоящее время проблема рационального выбора оборудования и технологии качественной сушки тонких древесных сортиментов лежит на плечах каждого отдельного производителя изделий, в которых используется шпон повышенной толщины. Неудачный выбор сушилок и режимов сушки такого материала неизбежно станет причиной низкого качества сушки древесины, что негативно скажется на себестоимости готовых изделий и, соответственно, на конкурентоспособности конкретного деревообрабатывающего предприятия.
Современные отечественные [1,2,3,4,5,6,7,8] и зарубежные [9,10,11,12,13,14] режимы ориентированы на камерную сушку хвойных и лиственных пиломатериалов промышленных сечений толщиной не менее 22-25 мм. Но на практике выпиливают и более тонкие пиломатериалы, которые предлагается сушить по режимам, предназначенным для более толстого материала. Очевидно, что в этом случае неоправданно возрастает продолжительность сушки и, как следствие, ее себестоимость. Аналогичная ситуация возникает при необходимости сушки строганого шпона, регламентируемая толщина которого может достигать 6,5 мм [15,16] и даже более.
Для того чтобы предложить эффективные режимы сушки шпона повышенной толщины, нужно выбрать наиболее подходящий для этих целей способ сушки и сушильное оборудование, имеющееся в настоящее время на рынке. Для решения поставленной задачи, прежде всего, потребуется провести анализ современной научной литературы, посвященной способам и оборудованию для сушки древесины, а также исследовать протекающие в тонких сортиментах при их сушке физические процессы, связанные с тепломассопереносом и напряженно-деформированным состоянием древесины.
Одна из важных задач при разработке режимов сушки шпона повышенной толщины заключается в оптимальном определении их температурных уровней. Если для тонкого строганого шпона допустима сушка при достаточно высоких температурах, то материал толщиной 6-8 мм и более после сушки в таких же условиях может заметно покоробиться и потемнеть. А если при сушке в горячем воздухе его относительная влажность не регулируется и остается на недопустимо низком уровне, то в материале развиваются значительные сушильные напряжения, которые могут привести к торцевому и поверхностному растрескиванию. Вот почему при использовании обычных роликовых или ленточных сушилок очень сложно обеспечить удовлетворительное качество сушки шпона повышенной толщины, особенно из древесины твердых лиственных пород.
К сожалению, исследований, посвященных сушке тонких древесных сортиментов очень мало. Одной из работ, наиболее широко освещающих вопросы сушки такого материала, является работа P. Koch [17]. В статье сравниваются различные способы сушки шпона из древесины южной сосны толщиной около 11 мм. По результатам исследования автор дает рекомендации по выбору технологии сушки такого материала. Такой материал он предлагает сушить в пресс-сушилках, в конвективных камерах периодического действия, а также в газовых сушилках как наиболее выгодных с экономической точки зрения, но при этом качество сушки во внимание не принималось.
Примечателен разработанный в Финляндии способ кондуктивной сушки шпона, который был представлен на Международной конференции по деревообработке в Окленде (Новая Зеландия) [18]. Экспериментальная установка состоит из горячей верхней плиты, охлаждаемой нижней плиты, вакуумного насоса, подключенного к сушильному пространству, а также механического пресса. Авторы утверждают, что при использовании предложенной установки удалось снизить продолжительность сушки примерно на 50 % практически без ухудшения качества высушенного шпона.К сожалению производительность и экономическая эффективность предложенного способа авторами не оценивались. Кроме того, поскольку сушка производится при температуре около 200C, такой способ неприемлем для работы с ценными породами древесины, которые, как известно, весьма чувствительны к высоким температурам. В работах A.E. Supplee и M.R. Jeppson [19,20] рассмотрены вопросы применения промышленных микроволновых сушильных установок для сушки тонких древесных материалов. В частности, проанализирована такая известная проблема микроволновой сушки, как неоднородное распределение влаги в высушенном материале, доходящее иногда до образования влажных участков в сухом материале. Приводятся рекомендации по использованию в установках непрерывного действия чередующихся секций СВЧ- и конвективной сушки для достижения большей равномерности сушки шпона.
Глубокий анализ процессов, проходящих в древесине при СВЧ-сушке и особенностей строения древесины, определяющих её поведение в поле СВЧ приводится в работе Галкина В.П. [21]. Автор дает электрофизическое обоснование процесса обезвоживания древесины в единичном сортименте и штабеле пиломатериалов при воздействии микроволновой энергии.
Нетрадиционный способ сушки описан в работе В.Н. Хмелева [22]. Статья посвящена исследованию процесса сушки шпона под воздействием высокоинтенсивных ультразвуковых колебаний. Описаны преимущества ультразвуковой сушки шпона и возможности ее практической реализации. Предложена сушильная установка, пригодная для практической реализации ультразвуковой сушки шпона. Следует отметить, что эксперименты проводились на березовом шпоне толщиной 1,5-2 мм. Для того, чтобы говорить о применимости данного способа для сушки шпона повышенной толщины, необходимо проведение дополнительных экспериментов с более обширным диапазоном толщин шпона.
Оригинальный способ обезвоживания шпона предложили японские ученые из университета Киото [23]. Для существенного снижения содержания влаги в шпоне с высокой начальной влажностью использовалось механическое удаление влаги с помощью каландрового пресса. В результате экспериментов удалось снизить влажность шпона вдвое, что по оценке авторов эквивалентно удалению 400 кг влаги из 1 м3 древесины. После обезвоживания, оставшаяся влага была достаточно равномерно распределена по объему образца. Отмечается, что после сжатия предел прочности образцов на статический изгиб снизился обратно пропорционально изменению их толщины и усилию сжатия. Очевидно, что такой способ механического обезвоживания позволяет удалять из древесины лишь свободную воду и не дает возможности снизить влажность шпона до необходимого эксплуатационного уровня, для достижения которого в данном случае потребуется досушить материал одним из известных способов. Возможность реального промышленного применения предложенного способа вызывает большие сомнения.
Способ сушки, в котором использованы цилиндрические нагревательные элементы, предложен в работе S.P.Loehertz [24]. В статье приведено описание сушильной установки для конвейерной пресс-сушки шпона. Установка производит сушку шпона путем прямого контакта с вращающимися нагреваемыми барабанами, установленными таким образом, чтобы пропускаемая лента шпона прогревалась с обеих сторон. В экспериментах, проведенных автором, использовался шпон толщиной 0,8 мм. Конструкция и принцип работы такой сушильной установки не позволит использовать ее для сушки материала больших толщин.
Описание компьютерной программы DRYWOOD
Алгоритм расчета был реализован в программе, написанной на языке программирования ObjectPascal в среде программирования Delphi 7. Программа входит в программный комплекс регистрации данных и управления процессом сушки древесины в камерах конвективного типа. На рисунке 3.3 представлена главная форма установки параметров сушки и материала. Основные кнопки имеют пояснения на рисунке. Различие в кнопках Режим и Расчет заключается в том, что при нажатии кнопки Расчет с установленными параметрами программа производит вычисление параметров сушки от самого начала до конца. При нажатии кнопки Режим программа производит расчет параметров сушки по установленному режиму (параметры воздуха) с выбранного момента времени, который устанавливается на временной шкале щелчком манипулятора «мышь».
Тестовые результаты расчетов по программе DRYWOOD представлены на рисунках 3.4-3.6 для древесины дуба с плотностью 520кг/м3, температурой сушильного агента 80С, относительной влажностью 34%, толщиной доски 10мм, шириной 80 мм, начальной температурой 20С, и начальной влажностью материала 56%. Скорость потока воздуха составляла 1,5м/с.
Программа DRYWOOD позволяет делать в виде файла снимки графического представления параметров сушки не только от времени, но и их распределение по толщине материала. Кроме того, при нажатии правой кнопки манипулятора "мышь" в поле графика высвечиваются значения всех параметров сушки в данный момент времени или в данной точке координаты. Это позволяет в процессе проектирования режима сушки просматривать численные значения параметров сушки и, прежде всего, следить за тем, чтобы сушильные напряжения не достигали предела прочности. Меняя параметры управления: температуру, относительную влажность, а также моменты перехода со ступени на ступень можно последовательно спроектировать рациональный режим сушки.
Метод определения поверхностной влажности в процессе сушки
В процессе низкотемпературной конвективной сушки древесины внутренний влагоперенос (внутренняя диффузия) происходит, в основном, под действием градиента влажности. Скорость сушки лимитирована коэффициентом влагопроводности, величина которого зависит от многих факторов [75,76]. Интенсивность удаления влаги с поверхности материала (внешняя диффузия) зависит от условий влагообмена. Для сушки древесины характерными являются граничные условия 3-го рода [77]. В соответствии с ними плотность потока влаги на поверхности равна коэффициенту влагообмена, умноженному на разность между поверхностной и равновесной влажностью. Из этого равенства можно вычислить коэффициент влагообмена, если в процессе проведения экспериментальной сушки определять плотность потока удаляемой с поверхности опытного образца влаги и измерять поверхностную влажность. Если для определения плотности потока влаги достаточно периодически фиксировать вес опытного образца, то измерение поверхностной влажности связано со значительными трудностями.
Классический весовой способ определения послойной влажности имеет сравнительно невысокую разрешающую способность [1,78,79]. С его помощью измерить с удовлетворительной точностью влажность древесины непосредственно на поверхности опытного образца не представляется возможным. Ряд исследователей для определения локальной влажности использовали косвенные методы, в которых применяется компьютерная томография, рентгеноскопия [80,81,82,83,84,85,26,27], а также спектроскопия в инфракрасном диапазоне [86].
Однако даже столь современные методы, обеспечивающие высокое разрешение, не позволяют надежно измерять поверхностную влажность. Причиной этого является наличие многочисленных микроповреждений поверхности исследуемых образцов древесины, которые неизбежно появляются при их изготовлении [87].
Поверхностный слой любого образца из древесины состоит из целых и поврежденных в различной степени клеток, что даже при небольшом увеличении хорошо видно на продольных срезах. В полостях целых клеток сырой древесины может находиться какое-то количество свободной воды. При использовании метода рентгеноскопии локальная влажность древесины количественно оценивается по степени ослабления проходящего через нее рентгеновского луча. В ходе экспериментальной сушки наружные клетки постепенно высыхают и соответственно деформируются, причем, как правило, неравномерно. В результате тонкий поверхностный слой, высыхая, изменяет свою структуру, что негативно отражается на точности измерения его влажности.
Это явление наглядно иллюстрируют экспериментальные данные, полученные в работе [81]. В левой части рисунка 4.4 представлены распределения влажности в тонкой поверхностной зоне соснового образца в процессе его сушки, а справа изображены построенные по этим данным кривые изменения локальной влажности во времени в трех зонах. Очевидно, что зафиксированный рост поверхностной влажности при сушке в очень сухом воздухе можно объяснить только чрезмерной погрешностью ее измерения.
В представленной работе использован новый способ определения поверхностной влажности древесины [88,89]. Ее величина определяется как равновесная влажность в тонком пограничном слое воздуха, параметры которого измеряются непосредственно над поверхностью древесины. Для измерения температуры и относительной влажности воздуха в микрообъеме у поверхности опытного образца был использован новейший миниатюрный датчик Sensirion SHT20, который крепился в специальном приспособлении (рис.4.5). Датчик 3 установлен в полости на конце держателя 6 диаметром 8 мм, закрепленного в пластиковом корпусе 5. Регулировочные винты 2 на пластиковом корпусе 5 позволяют устанавливать датчик на расстоянии 0,2– 0,3 мм от поверхности опытного образца. Резиновый кожух вокруг датчика препятствует попаданию окружающего воздуха в рабочую зону. С помощью второго такого же датчика измерялись параметры окружающего воздуха.
Датчик Sensirion SHT20 имеет экстремально малые размеры, равные 331,1 мм. При таких размерах датчика рабочий объем воздуха над поверхностью древесины, параметры которого измеряются, составляет лишь 2-3 куб. мм. Благодаря этому в процессе измерения с поверхности древесины, находящейся под датчиком, в рабочий объем воздуха попадает лишь незначительное количество водяного пара и влажность поверхностного слоя почти не изменяется. Датчик позволяет измерять относительную влажность воздуха в диапазоне от 0% до 100% в широком температурном диапазоне (-40 – 125C). Отличительной особенностью датчика является наличие встроенного аналого-цифрового преобразователя, что обеспечивает высокую скорость отклика (8 сек), а, следовательно, и скорость измерения. Абсолютная погрешность датчика в основной части рабочего диапазона ±0,3C по температуре и ±3,0% по относительной влажности, а на краях диапазона может доходить до ±1,55C по температуре и ±4,5% по относительной влажности [90].
С целью регистрации и визуализации данных, получаемых с датчика SHT20, была разработана программа на языке Processing. Программа позволяет подключать измеритель на базе датчика Sensirion через виртуальный COM-порт и осуществляет сбор данных с последующей записью в CSV-документ и выведением графика на экран в реальном времени. Главное окно программы представлено на рисунке 4.7.
Для оценки точности определения поверхностной влажности по измеряемым с помощью датчика Sensirion SHT20 значениям температуры и влажности была проведена серия экспериментов. В соответствии с требованиями ГОСТ 29244-91 [91] было подготовлено три эксикатора с водным раствором глицерина. Концентрация глицерина в растворах в первом, втором и третьем эксикаторах была равной 52%, 69% и 87,5%. При таких концентрациях в эксикаторах создавалась среда, обеспечивающая равновесную влажность равную 16%, 12% и 8% соответственно. Для выравнивания температуры и относительной влажности воздуха в эксикаторах были установлены вентиляторы, приводимые во вращение со скоростью 76 об/мин двигателями со встроенными редукторами РД-09.
Для выдержки в эксикаторах были подготовлены образцы из древесины сосны, березы и дуба размерами 50 50 1 мм. Кромки и торцы образцов влагоизолировались с помощью силиконового герметика. В каждый эксикатор закладывалось по два образца каждой породы. Контроль за изменением влажности образцов осуществлялся путем их периодического взвешивания на электронных весах с точностью до 0,001 г. Выдержка образцов в эксикаторе заканчивалась, когда суточное изменение массы каждого из них становилось менее 0,01 г.
После стабилизации массы каждый образец извлекался из эксикатора для измерения поверхностной влажности с помощью датчика. Измерения проводились при комнатной температуре. Каждый образец укладывался на ровную поверхность и на него устанавливался датчик, как показано на рисунке 4.5 (справа). Замер продолжался до момента установления постоянной относительной влажности воздуха в поверхностной зоне образца (рис. 4.8). Оказалось, что для достижения постоянной влажности воздуха при комнатной температуре достаточно 3-4 мин. С ростом температуры это время сокращается. По окончании замера влажность каждого образца уточнялась весовым способом.
Экспериментальная проверка разработанных режимов сушки шпона повышенной толщины
Для проверки надежности разработанных режимов была проведена серия опытных сушек образцов из древесины дуба и бука толщиной от 6 до 14 мм в экспериментальной сушильной установке и по методике, описанной выше во второй главе. Кроме того, были использованы несколько образцов из древесины бука толщиной 14 мм, склеенные по длине из коротких заготовок с использованием водостойкого полиуретаного клея Soudal 66A. Все данные по каждой экспериментальной сушке заносились в специальный журнал. Кроме породы, размеров и вида распиловки (тангенциальный, полутангенциальный, полурадиальный, радиальный) в журнал вносились данные по расчету средней влажности образца, изменения средней влажности в процессе сушки, начального и конечного распределений влажности по толщине образца, а также фиксировались дефекты сушки, если они появлялись.
На рисунке 5.10 представлена кривая сушки образца тангенциальной распиловки из древесины дуба толщиной 14 мм, который сушился по режиму Д05 от начальной влажности 61% до конечной влажности 8% за 1440 минут. Трещин на поверхности не обнаружено. Перепад влажности по толщине не превысил 1,5%, что говорит о хорошем качестве сушки.
Рисунок 5.11 отражает ход процесса сушки более тонкого образца тангенциальной распиловки толщиной 10 мм. Он был высушен по режиму Д03 также без трещин от начальной влажности 57% до той же конечной влажности 8% в течении 780 минут. Качество сушки было признано хорошим, поскольку перепад влажности по толщине материала составил лишь 1,2%.
Кривая сушки самого тонкого образца толщиной 6 мм из древесины дуба тангенциальной распиловки показана на рисунке 5.12. В этом эксперименте образец сушился по режиму Д01 от начальной влажности 64% до конечной влажности 7% всего лишь 780 минут. Трещин не было. Перепад влажности по толщине составил 2,2%. По-видимому, эта величина несколько завышена вследствие неизбежных погрешностей измерения перепада влажности по толщине столь тонкого материала.
Также разработанные режимы были испытаны при сушке тонких древесных сортиментов из древесины бука. Как и ожидалось, буковые образцы сохли быстрее, чем дубовые, поскольку базисная плотность бука несколько ниже, а, соответственно коэффициент влагопроводности выше, чем у дуба. По этой же причине разработанные режимы сушки для бука оказались более мягкими, чем для дуба.
На рисунке 5.13 показаны изменения во времени параметров сушильного агента и средней влажности образца из бука тангенциальной распиловки толщиной 14 мм. Поскольку образец имел пониженную влажность, его сушка начиналась сразу со второй ступени режима Д05. Тем не менее, образец высыхал без трещин до конечной влажности 7% сравнительно долго, поскольку, вероятно, имел повышенную плотность и, как следствие, более низкую влагопроводность. Это предположение подтверждает выраженная асимметричность распределения по толщине образца конечной влажности. Тем не менее, определенный стандартным методом перепад влажности по толщине 1,8% оказался сравнительно небольшим.
Кривая сушки образца из древесины бука тангенциальной распиловки толщиной 14 мм, высушенного без трещин по режиму Д05 до влажности 7%, показана на рисунке 5.14. Качество сушки оказалось высоким, поскольку перепад влажности составил только 0,7%.
Образец из древесины бука тангенциальной распиловки толщиной 6 мм, кривая сушки которого представлена на рисунке 5.15, имел очень высокую начальную влажность, равную 105%. Поэтому, несмотря на малую толщину, сущка до конечной влажности 7% заняла сравнительно долгий промежуток времени – 420 минут. Трещин на образце не обнаружено. О высоком качестве сушки этого образца говорит маленький перепад влажности по толщине, равный лишь 0,5 %.
Во время испытания разработанных режимов сушки шпона повышенной толщины было проведено 18 опытных сушек. Все они оказались успешными, поскольку ни в одной из них не наблюдалось растрескивания образцов и чрезмерных перепадов конечной влажности по толщине. Отсюда можно заключить, что новые режимы сушки шпона повышенной толщины вполне надежны и могут быть рекомендованы к практическому использованию. Также можно говорить о возможности применения режимов для сушки не только цельных, но и склеенных заготовок из шпона повышенной толщины, получаемых способом, описанным в патенте №2624285 РФ (Приложение Е), или ему подобным.
Более подробно информация обо всех проведенных экспериментальных сушках дана в ПРИЛОЖЕНИИ Г.