Автоматизація процессу сушки деревини (стр. 7 из 17)
Облік і планування роботи сушильних камер прийнято вести в кубічних метрах умовного матеріалу. Умовному матеріалу еквівалентні соснові обрізні дошки товщиною 50 мм, шириною 160 мм, довжиною більш 1 м, II категорії якості, що висушуються від початкової вологості 60% до кінцевої 12%.
Кількість фактично просушених пиломатеріалів Ф переводиться у кількість умовного матеріалу У по співвідношенню
, (7)Отже, для перекладу фактичного обсягу деревини в обсяг умовного матеріалу необхідно встановити місткість камери на умовному (Еум) і фактичному (Еф) матеріалі, а також тривалість сушіння умовного (tум) і фактичного (tф) матеріалу.
Місткість камери Е (м3 деревини) визначають по рівнянню
Е=Гb,(8)
де Г— обсяг штабелів, одночасно розміщених в камері;
b— коефіцієнт об'ємного заповнення штабеля.
В свою чергу
Г=lbhn, (9)
де lbh—довжинаа, ширина і висота; п—число штабелів у камері.
При визначенні величини bварто мати на увазі, що розрізняють два показники місткості камери: по обсязі сирих пиломатеріалів і по обсязі товарних пиломатеріалів. Другий показник менше першого на величину об'ємної усушки деревини, при зміні її вологості від межі насичення до транспортної вологості. Облік роботи камер ведуть по товарних пиломатеріалах.
З урахуванням цієї обставини коефіцієнт об'ємного заповнення штабеля розраховують по формулі
b=bдbшbв×0,93, (10)
деbд,,bш,bв – коефіцієнти заповнення штабеля по довжині, ширині і висоті;
0,93 – коефіцієнт, що враховує об'ємну усушку деревини.
Коефіцієнт заповнення штабеля по довжині bд приймається рівним: для неторованих пиломатеріалів, а також пиломатеріалів і заготівок, несортованих по довжині – 0,85; для матеріалу однакової довжини (наприклад, заготівок) – 1.
Коефіцієнт заповнення штабеля по ширині визначають по табл.2.7.
Коефіцієнт заповнення штабеля по висоті при товщині прокладок 25 мм розраховують по відношенню
, (11)де S – товщина пиломатеріалів, мм.
Таблиця 1.7.
Значення коефіцієнта bш
| Метод укладання | Пиломатеріали | |
| обрізні | необрізні | |
| Зі шпаціямиБез шпацій | 0,650,9 | 0,430,6 |
Тривалість сушіння умовного і фактичного матеріалу знаходять розрахунком по таблицях. Облік висушених пиломатеріалів ведуть паралельно в обсязі фактичного й обсязі умовного матеріалу. В обліковому журналі сушильного цеху реєструють фактичний обсяг і характеристику кожного вивантаженого із сушильної камери штабеля. Цей обсяг перераховують в обсяг умовного матеріалу [4,63].
Таблиця 1.8.
Питома продуктивність сушильних камер в умовному матеріалі
| Принцип дії камер | Типи камер по циркуляції і транспортуванню штабелів | Величина nум ,м3/рік, при роботі на режимах | |||
| м’яких | нормальних | форсованих | високотемпературних | ||
| Періодичної дії | З природною циркуляцією | — | 15 | — | — |
| З циркуляцією слабої інтенсивності | –– | 24 | –– | –– | |
| З циркуляцією середньої інтенсивності | 19 | 31 | 39 | –– | |
| З реверсивною циркуляцією великої інтенсивності | 20 | 36 | 47 | 79 | |
| З нереверсивною циркуляцією великої інтенсивності | –– | –– | 47 | 69 | |
| Неперервної дії протитічні | З поперечним транспортуванням штабеля | 18 | 40 | 47 | –– |
| З зигзагоподібною циркуляцією | 17 | 38 | 44 | –– | |
| З прямолінійною циркуляцією та поздовжнім транспортуванням | –– | 23 | –– | –– | |
Кількість висушеної в даний момент деревини (в тому числі в обсязі умовного матеріалу) підсумовують з обсягом деревини, висушеної від початку звітного періоду (місяця, кварталу). Кількісна оцінка роботи сушильного цеху за місяць, квартал чи рік виконується порівнянням фактичного випуску з плановою продуктивністю камер в умовному матеріалі.
Планову продуктивність камери Пум у м3 умовного матеріалу в рік розраховують по формулі
, (12)де
– питома продуктивність камери в рік в умовному матеріалі, на 1 м3 обсягу штабелів; значення для камер основних типів приведені в табл. 1.8.1.9 Вдосконалення схеми
Після дослідження існуючої установки сушіння пиломатеріалів, та визначення незручностей пов’язаних з процесом, зокрема точність вимірювання температури, визначення вологості було змінено способи та засоби збору технологічних параметрів.
На даний момент температура в камері вимірюється ртутними термометрами, які в силу своєї моральної застарілості незручні у використанні. Вологість вимірюється психометричним способом, оператор знімає значення з вологого та сухого термометрів і по психометричним таблицям визначає вологість в камері. Цей процес потребує певного періоду часу, і має досить велику похибку обумовлену багатьма чинниками, такими як похибка термометрів, похибка паралаксу. Також використання даного методу дає можливість отримання значення вологості лише в певній частині сушильної камери. Використання електронних давачів вологості дозволяє усунути ряд похибок, тим самим робить процес вимірювання вологості швидшим та значно точнішим, відпадає потреба у використанні психометричних таблиць. Також відбулися зміни у вимірюванні температури, після автоматизації значення температури знімаються цифровими давачами, значення яких обробляється мікроконтролером, що дає високу швидкість та точності обробки інформації.
Для більшої швидкості та точності регулювання температури в камері запропоновано встановити електрокалорифер роботу якого контролює КМС.
1.10 Рекомендації з проведення камерного сушіння
Технологія камерного сушіння містить у собі підготовку штабеля сирого і збереження висушеного матеріалу, проведення прогріву, кондиціонування і безпосередньо сушіння деревини.
В даний час існує достатня кількість режимів сушіння деревини різних порід. Вони відрізняються рівнем температурно-вологісних параметрів середовища і числом змін цих параметрів протягом процесу, тобто кількістю ступіней. Загальним є принцип побудови режимів, заснований на безпечному для цілісності деревини поступовому підвищенні температури і зниженні вологості агента сушіння.
Режими розроблені і можуть безпосередньо застосовуватися в “ідеальній камері”. У реальних камерах необхідна доробка, прив'язка режимів з обліком конкретних конструктивних особливостей. Так той самий режим у різних камерах може привести до прискореного сушіння, що приводить до браку, чи до уповільненого з перезволоженням матеріалу і завищеною витратою теплоносія. Тому основною задачею технолога є підбор оптимального режиму індивідуально для кожної камери.
При виборі режиму сушіння необхідно виходити з раціонального сполучення наступних факторів: необхідної
якості матеріалу, що висушується, обумовленими нормами вимог до якості сушіння; категорії режимів сушіння, що забезпечує необхідну якість сушіння при заданій тривалості процесу, і конструкції камери, здатної висушувати матеріал по визначеній категорії якості не перевищуючи режимну тривалість. Крім технологічних особливостей використання того чи іншого режиму варто враховувати й економічні аспекти - рентабельність застосування режимів різної інтенсивності [4,178].
2. Дослідження динамічних властивостей об’єкту автоматизації
2.1 Лісосушильна камера як об’єкт регулювання
Першочергова задача автоматичного регулювання процесу сушіння – стабілізація режиму сушіння. Для цього встановлюються регулятори, які повинні забезпечити підтримання заданих по режиму температури і відносної вологості на певному рівні. В більшості випадків для цієї мети використовуються стандартні регулятори. Тип регулятора, закон регулювання та параметри настройки вибирають з врахуванням статичних і динамічних властивостей сушильних камер і вимог, що висуваються до системи регулювання.
Динамічні характеристики визначають по диференціальним рівнянням об’єктів – рівняння зв’язку між його вхідними і вихідними величинами або експериментально, коли ці рівняння отримати важко. Визначати динамічні характеристики дослідним шляхом можна при автоматизації діючих установок.
При необхідності визначити динамічні параметри об’єктів регулювання в процесі їх проектування застосовуються тільки аналітичні методи. Можливість визначити динамічні характеристики установки по її технологічним і конструктивним параметрам дозволяє не тільки вирішувати задачі автоматичного регулювання, але й в деяких випадках впливати на конструкцію установки. При цьому можна використовувати отримані результати для подібних об’єктів інших типів. Сукупність аналітичних і експериментальних методів дослідження динамічних властивостей об’єкта дозволяє більш достовірно визначити його параметри [7,79].
Розглянемо лісосушильну камеру як об’єкт регулювання температури агенту сушіння.