Влияние длины измельчаемого отрезка бревна на фракционный состав щепы
- Авторы: Васильев С.Б.1, Девятникова Л.А.1, Колесников Г.Н.1
-
Учреждения:
- Петрозаводский государственный университет
- Выпуск: Том 20, № 1 (2023)
- Страницы: 87-111
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/2307-0048/article/view/356702
- DOI: https://doi.org/10.15393/j2.art.2023.6783
- ID: 356702
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Было замечено, что в условиях реального производства длина балансов, подаваемых в рубительную машину, оказывает влияние
на фракционный состав щепы. Теоретическое изучение этого вопроса подтверждает наличие корреляции между длиной измельчаемых балансов и фракционным составом получаемой щепы. В частности, результат теоретического исследования показал, что фракционный состав щепы, полученной при измельчении отрезков брёвен дисковой рубительной машиной, зависит от их длины. Аналитическое исследование показало, что
с увеличением длины измельчаемого отрезка (при прочих равных условиях) выход кондиционной фракции растёт. Таким образом, после проведения теоретических исследований были поставлены две задачи, которые следовало решить с помощью экспериментальных исследований. Первая — проверить влияние длины перерабатываемых отрезков бревна на фракционный состав щепы, вырабатываемой дисковыми рубительными машинами. Вторая — установить, как доля короткомера в общем потоке сырья, подаваемого в дисковую рубительную машину, влияет на фракционный состав щепы в условиях реального производства. Результаты исследований на экспериментальной установке показали, что между длиной отрезка бревна, измельчаемого в дисковой рубительной машине, и фракционным составом получаемой щепы существует зависимость при верхнем и нижнем способах выброса щепы. Уменьшение длины измельчаемого отрезка в исследованном диапазоне скоростей резания (17—38 м/с) приводит к снижению доли кондиционной фракции в щепе. В ходе эксперимента в производственных условиях также установлена зависимость между долей короткомеров в массиве сырья, подаваемого в рубительную машину, и фракционным составом вырабатываемой щепы. Зависимости массовых долей различных фракций щепы с достаточной для практики точностью могут быть аппроксимированы линейными выражениями. Исследования в производственных условиях показали, что уменьшение доли отрезков брёвен длиной не более 0,8 м в общем объёме балансов от 68 до 38 % ведёт к увеличению выхода кондиционной фракции в щепе на 2,5 %. При этом также происходит уменьшение долей крупной и мелких фракций на 0,8 % на 1,7 % соответственно. Уравнения регрессии, полученные по результатам производственного эксперимента, позволили установить предельно допустимую долю короткомеров в потоке сырья. Таким образом, получение щепы, отвечающей по фракционному составу требованиям к щепе марки Ц1 по ГОСТ 15815-83, возможно в рубительной машине с ножевым диском диаметром 2500 мм, если в подаваемом на измельчение потоке балансов доля отрезков длиной не более 0,8 м не превышает 45 %.
на фракционный состав щепы. Теоретическое изучение этого вопроса подтверждает наличие корреляции между длиной измельчаемых балансов и фракционным составом получаемой щепы. В частности, результат теоретического исследования показал, что фракционный состав щепы, полученной при измельчении отрезков брёвен дисковой рубительной машиной, зависит от их длины. Аналитическое исследование показало, что
с увеличением длины измельчаемого отрезка (при прочих равных условиях) выход кондиционной фракции растёт. Таким образом, после проведения теоретических исследований были поставлены две задачи, которые следовало решить с помощью экспериментальных исследований. Первая — проверить влияние длины перерабатываемых отрезков бревна на фракционный состав щепы, вырабатываемой дисковыми рубительными машинами. Вторая — установить, как доля короткомера в общем потоке сырья, подаваемого в дисковую рубительную машину, влияет на фракционный состав щепы в условиях реального производства. Результаты исследований на экспериментальной установке показали, что между длиной отрезка бревна, измельчаемого в дисковой рубительной машине, и фракционным составом получаемой щепы существует зависимость при верхнем и нижнем способах выброса щепы. Уменьшение длины измельчаемого отрезка в исследованном диапазоне скоростей резания (17—38 м/с) приводит к снижению доли кондиционной фракции в щепе. В ходе эксперимента в производственных условиях также установлена зависимость между долей короткомеров в массиве сырья, подаваемого в рубительную машину, и фракционным составом вырабатываемой щепы. Зависимости массовых долей различных фракций щепы с достаточной для практики точностью могут быть аппроксимированы линейными выражениями. Исследования в производственных условиях показали, что уменьшение доли отрезков брёвен длиной не более 0,8 м в общем объёме балансов от 68 до 38 % ведёт к увеличению выхода кондиционной фракции в щепе на 2,5 %. При этом также происходит уменьшение долей крупной и мелких фракций на 0,8 % на 1,7 % соответственно. Уравнения регрессии, полученные по результатам производственного эксперимента, позволили установить предельно допустимую долю короткомеров в потоке сырья. Таким образом, получение щепы, отвечающей по фракционному составу требованиям к щепе марки Ц1 по ГОСТ 15815-83, возможно в рубительной машине с ножевым диском диаметром 2500 мм, если в подаваемом на измельчение потоке балансов доля отрезков длиной не более 0,8 м не превышает 45 %.
Ключевые слова
Об авторах
Сергей Борисович Васильев
Петрозаводский государственный университет
Email: servas@psu.karelia.ru
Людмила Анатольевна Девятникова
Петрозаводский государственный университет
Email: dev@petrsu.ru
Геннадий Николаевич Колесников
Петрозаводский государственный университет
Email: kgn@petrsu.ru
Список литературы
-
Девятникова Л. А., Васильев С. Б., Колесников Г. Н. Влияние технологии раскроя балансов на фракционный состав щепы // Вестник МГУЛ — Лесной вестник. М.: Изд-во МГУЛ, 2012. № 3. С. 120—124. Васильев С. Б., Девятникова Л. А., Колесников Г. Н. Влияние изменения длины баланса, измельчаемого в дисковой рубительной машине, на размеры частиц древесной щепы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). Краснодар: КубГАУ, 2012. № 07 (81). Текст: электронный. Bjurulf A. Chip Geometry. Methods to impact the geometry of market chips // Doctoral thesis. Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala, 2006. 43 p. URL: http://diss-epsilon.slu.se/archive/00001251/01/Chip_geometry.pdf. Text. Image: electronic. ГОСТ 15815-83. Щепа технологическая. Технические условия. Введ. 24.08.83. М.: Изд-во стандартов, 1992. 11 с. Девятникова Л. А. Комплекс задач по совершенствованию технологии и оборудования древесно-подготовительного цикла для производства целлюлозы // Леса России в XXI веке: Материалы Пятой междунар. научно-практич. Интернет-конф. СПб.: ЛТА, 2010. С. 151—158. Вальщиков Н. М., Лицман Э. П. Рубительные машины: [монография]. М.: Лесн. пром-сть, 1980. 96 с. Никонова Ю. В. Обоснование конструктивно-технологических параметров корообдирочных барабанов с применением численного моделирования динамического взаимодействия балансов: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Спец.: 05.21.01, 05.13.18. Петрозаводск, 2009. 20 с. Рубцов Ю. В., Коннова Г. В., Рудько С. В. Технология переработки низкокачественной древесины на щепу рубительными машинами в США и России // Учёные записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2011. Т. 1, № 8. С. 108—114. Twaddle A. A., Watson W. F. Shortwood vs. longwood chipping what impact on chip distribution // Tappi Journal. June, 1992. P. 107—111. Kuptz D., Hartmann H. Evaluation of Fuel Quality, Throughput Rate and Energy Consumption During Non-Industrial Wood Chip Production with Three PTO Driven Chippers // Croatian Journal of Forest Engineering: Časopis za teoriju i praksu šumarskoga inženjerstva. 2022. Vol. 43, no. 1. P. 109—122. URL: https://doi.org/10.5552/crojfe.2022.1191. Text. Image: electronic. Reduction in Operating Costs and Environmental Impact Consisting in the Modernization of the Low-Power Cylindrical Wood Chipper Power Unit by Using Alternative Fuel / Ł. Warguła, M. Kukla, P. Krawiec, B. Wieczorek // Energies. 2020. 13. 2995. URL: https://doi.org/10.3390/en13112995. Text. Image: electronic. Sustainability Assessment of Alternative Strip Clear Cutting Operations for Wood Chip Production in Renaturalization Management of Pine Stands / J. Schweier, B. Blagojević, R. Venanzi, F. Latterini, R. Picchio // Energies. 2019. 12. 3306. URL: https://doi.org/10.3390/en12173306. Text. Image: electronic. Classification of Wood Chips Using Electrical Impedance Spectroscopy and Machine Learning / M. Tiitta, V. Tiitta, J. Heikkinen, R. Lappalainen, L. Tomppo // Sensors. 2020. 20. 1076. URL: https://doi.org/10.3390/s20041076. Text. Image: electronic. Effect of Thermal Treatment of Birch Wood by Saturated Water Vapor on Granulometric Composition of Chips from Sawing and Milling Processes from the Point of View of Its Processing to Composites / R. Kminiak, K. A. Orlowski, L. Dzurenda, D. Chuchala, A. Banski // Appl. Sci. 2020. 10. 7545. URL: https://doi.org/10.3390/app10217545. Text. Image: electronic. Impact of Number of Operators and Distance to Branch Piles on Woodchipper Operation / Ł. Warguła, M. Kukla, P. Krawiec, B. Wieczorek // Forests. 2020. 11. 598. URL: https://doi.org/10.3390/f11050598. Text. Image: electronic. Rojcewicz K., Oksiuta Z. A Vertical Fountain Dryer Adjusted for Sawdust and Wood Chips Drying // Processes. 2023. 11. 430. URL: https://doi.org/10.3390/pr11020430. Text. Image: electronic.
Дополнительные файлы
