Сушка древесины током

Сущность процесса

В диэлектрике, помещенном в переменное электрическое поле, наблюдается некоторое нагревание.

Так как древесину можно отнести в известной степени к диэлектрикам (точнее, полупроводникам), то, поместив ее в электрическом поле высокой частоты, можно наблюдать ее нагрев и как следствие этого нагрева — сушку.

Опыт и наблюдения показали, что сушка в электрическом поле высокой частоты не изменяет физико-механических свойств древесины и в этом отношении не уступает камерной сушке. Но в отличие от последней она протекает в чрезвычайно короткие сроки, исчисляемые для крупного пиломатериала часами, а для мелкого сортимента долями часа.

Сушка древесины в поле высокой частоты имеет то преимущество, что влажные участки, абсорбируя больше энергии поля, больше нагреваются, в то же время поверхности материала, соприкасающиеся с воздухом, больше охлаждаются. В силу повышенной абсорбции энергии влажными зонами материала, главным образом внутренними, и при некотором охлаждении наружных, обычно более сухих зон в древесине возникает устойчивый градиент влажности, обеспечивающий равномерное высыхание материала, без коробления и трещин.

С уменьшением расхода тепла в подсушенных зонах на величину теплоты испарения и с понижением теплопроводности древесины, связанным с уменьшением · влажности, сокращается и поглощение энергии. Создается в связи с этим своеобразная автоматизация процесса сушки.

Если камерная сушка позволяет регулировать температуру, влажность и скорость движения воздуха, то сушка в поле высокой частоты позволяет регулировать температуру внутри материала и температуру, влажность и скорость движения воздуха, окружающего материал.

Нагрев материала при сушке древесины в поле высокой частоты выдерживается в среднем в пределах 90° (максимально 102°, минимально 75°).

На испарение 1 кг влаги требуется 1,5-:-2,15 кет (в зависимости от породы. I древесины).

Установка для нагрева

Установка для нагрева и сушки древесины состоит из выпрямителя и лампового генератора высокой частоты (рис. 125).

Требующаяся для этого аппаратура подобна той, которая применяется для коротковолнового радиовещания, с той разницей, что вместо излучения энергии в пространство установка приспособлена для преобразования этой энергии в теплоту в массе древесины, рас-1 положенной в поле высокой частоты.:]

Высушиваемый предмет помещается в; рабочем пространстве между электродами (пластинками) конденсатора вторичного контура, так, чтобы между древесиной и электродами был воздушный промежуток.

Пластинкам конденсатора можно придавать форму, соответствующую форме высушиваемой детали.

В существующих установках чаше всего встречается плоская форма электродов. Обычно применяют два электрода.

При условии настройки вторичного контура в резонанс и генерируют с контуром между электродами конденсатора создается равномерное электрическое поле высокой частоты а происходит нагрев древесины.

Материал прогревается равномерно, независимо от его толщины.

Рис. 125. Электрическая схема высокочастотной установки для сушки древесины (по ЦНИИМОДу).

7—генераторная лампа ГКО-1000, 2—трансформатор накала, 3—двухполюсный рубильник на 200 а. 4— реостат накала, б —сопротивление 6а, в—конденсатор 0,01МР 3000 в, 7—вольтметр переменного тока 25 в, 8-амперметр постоянного тока на 0,1а, 9—дроссель высокой частоты, 10—амперметр постоянного тока на 0,5 а, 11—блокировочный конденсатор, 72— зажим, 13— конденсатор 0.1MF 1500 в, 14— предохранитель Бозе на 0,5а, 75—сопротивление, 76—разрядник, 17— конденсатор 0,01MF 10 000 а, 10 а, 15, 10 в пер/сек., 18—самоиндукция первичного контура, 19—конденсатор переменной емкости, 20 — самоиндукция рабочего контура, 27—конденсатор рабочего контура, 22—нагрузочное сопротивление, 23-дроссель высокой частоты, 24— анодный трансформатор трехфазного тока,

25—ртутная колба ЗВН6—15 000,

26—предохранители высокого напряжения, 27—катодный дроссель, 28— реостат 6 а, 9 ом, 29—пусковое приспособление, 30—сопротивление, 31 —трансформатор дежурного зажигания, 32—вентилятор, 33—двухполюсный рубильник, 34—предохранитель, 35—трехполюсный рубильник, 36—вольтметр на 250 в переменного тока, 37—предохранитель на 2 А,

38—сигнальная лампочка 220 в,

39—трехполюсный автомат-выключатель с двумя реле максимального тока и одним реле нулевого тока,

40—дверной блок-контакт выпрямителя, 41—дверной блок-контакт генератора, 42— аварийный выключатель, 43—предохранитель.

Основные данные к тепловому расчету сушки древесины в поле высокой частоты

а.Нагрев и испарение 1 кг воды требует затраты энергии (в квтч):

где

tк — начальная температура древесины,

tн — конечная ее температура,

0.00116 — переводный коэффициент для перевода Ккал в квт-ч.

Принимая tн для зимы ±5°, tn для лета ±20°, tк = 102 – 110° = 106° имеем:

б.Подогрев 1 кг абсолютно сухой древесины требует:

Принимая теплоемкость древесины С = 0,324, имеем:

в.Подогрев 1 кг остаточной влаги (при теплоемкости воды C= 1):

г.Преодоление связи с древесиной 1 кг гидроскопической влаги требует от 53 до 70 Ккал или 70 · 0,00116 = = 0,08 квт-ч.

д.Теплоотдача К с 1 м2 поверхности

где к — коэффициент теплопроводности для воздуха, находящегося в покое; к — 4.

Т° = 273 ± t; t = t1 – t2; t1 — температура поверхности бруска, лежит в пределах 86 — 94°. Принимаем t1 = 90°; t 2— температура окружающей среды, зимой t2 зимн=15°, t2 летом t2= t2летн± 15°.

Теплоотдача 1 в час равна

где F — поверхность материала в м2.

Теплоотдача 1 м2/ыас потребует рас» хода энергии:

е. Время сушки определяют по формуле

где Zn — расход электроэнергии на высушивание 1 м3 древесины определяемый по диаграмме (рис. 126 и 127),

Z — потери от теплоотдачи, определяемые по той же диаграмме (нижнее семейство кривых),

W — мощность генератора;

где V— объем древесины, загружаемой в конденсатор, в 1 м3.

Полная потеря по теплоотдаче Z1 = = Ζт.

Полная энергия Ζ, затрачиваемая на сушку,

К. п. д. установки высокой частоты η 0,5 – 0,7.

Количество энергии, подводимой к установке.

Рис. 126. Диаграмма для определения расхода электроэнергии на высушивание 1 м3 древесины.

Рис. 127. Диаграмма для определения расхода электроэнергии на высушивание 1мз древесины в зависимости от объемного веса ее и влажности.