ОПТИМИЗАЦИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

Одно из важных направлений развития промышленного производства – переработка древесины, в которой сушка занимает значительное место. Основным в настоящее время является конвективный способ сушки древесины в сушильных камерах. Однако в научной литературе не уделяется должного внимания структуре газового потока в сушильных установках и, в частности, в зазорах между горизонтальными рядами пиломатериалов в штабеле. В то время как воздух, протекающий в пространстве между горизонтальными рядами, способствует нагреву древесины и удалению влаги из пограничного слоя. В статье исследуется аэродинамика экспериментального лесосушильного стенда Института тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси. Геометрическая структура лесосушильного стенда сложная. Поэтому расчет аэродинамики сушильного агента в камере осуществлен на основе программного комплекса ANSYS Fluent 14.5. Для этого создана расчетная геометрическая модель конвективной камерной сушильной установки. Разработана физико-математическая модель аэродинамики конвективной сушки пиломатериалов в лесосушильном стенде Института тепло- и массообмена. На основе проведенных расчетов выполнен анализ структуры потока сушильного агента, выявлены застойные зоны. Установлено, что лесосушильный стенд работает не в оптимальном аэродинамическом режиме. Для определения оптимального аэродинамического режима сушильной камеры проведены расчеты с учетом дополнительного канала между задней стенкой камеры и штабелем, при отсутствии экрана сверху штабеля и наличии экрана между полом и штабелем, при изменении скорости сушильного агента, различных перепадах давления на вентиляторе, вариации количества межрядовых прокладок. По результатам моделирования предложены рекомендации по оптимизации аэродинамики сушильной установки: необходимо снизить скорость сушильного агента в камере за счет уменьшения перепада давления на вентиляторе с начального (150 Па) до конечного (90 Па), а также установить в сушильной камере дополнительный экран между полом и штабелем.

1. Barański, J. Experimental Study and Numerical Simulation of Flow Pattern and Heat Transfer During Steam Drying Wood / J. Barański, M. A. Wierzbowski, J. A. Stasiek // The Future of Quality Control for Wood & Wood Products. 4–7th May, 2010, Edinburgh .The Final Conference of COST Action E53. Edinburgh, 2010.

2. Федяев, А. А. Влияние непроизводительных потоков агента сушки на качество пилопродукции / А. А. Федяев, Д. А. Наговицын // Системы. Методы. Технологии. 2012. № 3. С. 85–88.

3. Федяев, А. А. Совершенствование газораспределительных устройств технологического оборудования / А. А. Федяев // Системы. Методы. Технологии. 2009. № 2. С. 87–90.

4. Sun, Z. F. Numerical Simulation of Flow in an Array of In-Line Blunt Boards: Mass Transfer and Flow Patterns / Z. F. Sun // Chemical Engineering Science. 2001. Vol. 56, №3. P. 1883–1896.

5. Bedelean, I. B. Investigations Concerning the Possibility to Minimize the Stacks Aerodynamic Resistance / I. B. Bedelean, D. Sova // The Future of Quality Control for Wood & Wood Products. 4–7th May, 2010, Edinburgh .The Final Conference of COST Action E53. Edinburgh, 2010.

6. Лебедев, П. Д. Расчет и проектирование сушильных установок / П. Д. Лебедев. М.-Л., Госэнергоиздат, 1962. 320 с.

7. Справочник по сушке древесины / Е. С. Богданов [и др.]; под ред. Е. С. Богданова. М.: Лecн. промышленность, 1990. 320 с.

8. Кречетов, И. В. Сушка древесины / И. В. Кречетов. М.: Лесная промышленность, 1980. 432 с.

9. Расев, А. И. Сушка древесины / А. И. Расев. М.: Высш. школа, 1980. 181 с.

10. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск: ЦНИИМОД, 1985. 70 с.

11. Сычевский, В. А. Численное моделирование аэродинамики лесосушильной камеры / В. А. Сычевский, Т. А. Баранова // Теплои массоперенос-2014: сб. науч. тр. / Институт теплои массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси; редкол.: О. Г. Пенязьков [и др.]. Минск: Институт теплои массообмена имени А. В. Лыкова, 2015.