В роботі представлені результати дослідження можливості використання кавітаційного ефекту при виробництві деревної маси з відходів лісозаготівель. Виконано аналіз процесу виникнення кавітації ефекту. Виконано аналіз існуючих конструкцій машин, що створюють кавітаційний ефект для отримання деревоволокнистого напівфабрикату з відходів рослинного походження. Обґрунтовано можливість використання кавітаційного ефекту при виробництві деревоволокнистих маси з трісок, отриманої в результаті переробки відходів лісозаготівель.

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Мохірев Олександр Петрович, Зирянов Михайло Олексійович, Булаев Євген Володимирович


ANALYSIS OF THE PROCESS OF HYDRODYNAMIC IMPACT ON RAW MATERIALS FROM LOGGING WASTE IN THE PRODUCTION OF WOOD PULP

The paper presents the results of the study of the possibility of using the cavitation effect in the production of wood pulp from logging waste. The analysis of the process of occurrence of the cavitation effect is performed. The analysis of existing designs of machines creating cavitation effect for production of wood-fiber semi-finished product from waste of plant origin is carried out. The possibility of using the cavitation effect in the production of wood-fiber mass from chips obtained as a result of processing of logging waste is substantiated.


Область наук:
  • технології матеріалів
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Universum: технічні науки

    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ гідродинамічних ВПЛИВУ НА СИРОВИНА З ВІДХОДІВ ЛІСОЗАГОТІВКА ПРИ ОТРИМАННЯ деревної маси'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ гідродинамічних ВПЛИВУ НА СИРОВИНА З ВІДХОДІВ ЛІСОЗАГОТІВКА ПРИ ОТРИМАННЯ деревної маси»

    ?№ 11 (68)

    А1

    im

    UNIVERSUM:

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    листопад, 2019 р.

    ТЕХНОЛОГІЯ, МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ЛІСОЗАГОТІВКА, ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА, деревопереробки І ХІМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ БІОМАСИ ДЕРЕВА

    АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ гідродинамічних ВПЛИВУ НА СИРОВИНА З ВІДХОДІВ ЛІСОЗАГОТІВКА ПРИ ОТРИМАННЯ деревної маси

    Мохірев Олександр Петрович

    канд. техн. наук, доцент кафедри технології лісозаготівельних і деревопереробних виробництв, Лесосибирска філія ФГБОУ ВО "Сибірський державний університет науки

    і технологій імені академіка М.Ф. Решетнева ",

    РФ, м Лесосібірск E-mail: ale-mokhirev @ yandex. ru

    Зирянов Михайло Олексійович

    канд. техн. наук, доцент кафедри інформаційних і технічних систем, Лесосибирска філія ФГБОУ ВО "Сибірський державний університет науки і технологій імені академіка М.Ф. Решетньова",

    РФ, м Лесосібірск

    Булаев Євген Володимирович

    магістрант Лесосибирска філії ФГБОУ ВО "Сибірський державний університет науки

    і технологій імені академіка М.Ф. Решетнева ",

    РФ, м Лесосібірск

    ANALYSIS OF THE PROCESS OF HYDRODYNAMIC IMPACT ON RAW MATERIALS FROM LOGGING WASTE IN THE PRODUCTION OF WOOD PULP

    Alexander Mokhirev

    candidate of technical Sciences, associate Professor of Department of technology of logging and wood processing industries, Lesosibirsk Branch of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

    Russia, Lesosibirsk

    Mihail Zyryanov

    candidate of technical Sciences, associate Professor of information and technical systems Department, Lesosibirsk

    Branch of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

    Russia, Lesosibirsk

    Evgeny Bulaev

    undergraduate, Lesosibirsk Branch of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

    Russia, Lesosibirsk

    Проект «Розробка та впровадження ефективної технології комплексної переробки лісосічних відходів» проведено за підтримки Красноярського крайового фонду науки ».

    АНОТАЦІЯ

    В роботі представлені результати дослідження можливості використання кавітаційного ефекту при виробництві деревної маси з відходів лісозаготівель. Виконано аналіз процесу виникнення кавітації ефекту. Виконано аналіз існуючих конструкцій машин, що створюють кавітаційний ефект для отримання деревоволокнистого напівфабрикату з відходів рослинного походження. Обґрунтовано можливість використання кавітаційного ефекту при виробництві деревоволокнистих маси з трісок, отриманої в результаті переробки відходів лісозаготівель.

    Бібліографічний опис: Мохірев А.П., Зирянов М.А., Булаев Є.В. Аналіз процесу гідродинамічного впливу на сировину з відходів лісозаготівель при отриманні деревної маси // Universum: Технічні науки: електрон. наук. журн. 2019. № 11 (68). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8293

    № 11 (68)

    А1

    im

    UNIVERSUM:

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    листопад, 2019 р.

    ABSTRACT

    The paper presents the results of the study of the possibility of using the cavitation effect in the production of wood pulp from logging waste. The analysis of the process of occurrence of the cavitation effect is performed. The analysis of existing designs of machines creating cavitation effect for production of wood-fiber semi-finished product from waste of plant origin is carried out. The possibility of using the cavitation effect in the production of wood-fiber mass from chips obtained as a result of processing of logging waste is substantiated.

    Ключові слова: кавітація, древесноволокнистий напівфабрикат, розмелювання, кавітатор, фібріллірованія, комбінування.

    Keywords: cavitation, wood-fiber semi-finished product, grinding, cavitator, fibrillation, combination.

    У процесі лісозаготівель утворюються деревні відходи, які становлять приблизно 39%. Дуже важливо переробляти деревину комплексно. Це можна здійснити шляхом вторинного виробництва, де в якості сировини будуть використовуватися відходи лісозаготівлі. Одним з напрямків є виробництво деревоволокнистого напівфабрикату. Основною операцією в даному виробництві є розмелювання, який може здійснюватися різними способами (ножовий і безножевой).

    Розмелювання в ножовому способі здійснюється в один щабель, або в два ступені, в залежності від способів виробництва і вихідного стану сировини. Ножовий спосіб полягає в передачі енергії волокнам за допомогою силового прямого контакту від лежачих один навпроти одного жорстких робочих елементів до защемлення між ними [1], деформованість шару волокнистого матеріала.На першого ступеня розмелювання здійснюється термогідролітіческая обробка тріски, відбувається ослаблення зв'язків між волокнами в результаті пластифікації серединної пластинки і надалі під дією ножів розмелювальною гарнітури поділ тріски на волокна. На другому ступені відбувається вирівнювання фракційного складу і поділ не розмолоти пучків при атмосферному тиску.

    Сутність безножевого способу можна розглянути на прикладі установки типу «Струмінь-перешкода», в якій відбувається передача енергії за допомогою силового впливу фізичних процесів і явищ на волокна, вільно рухаються в рідкому середовищі. До силовим факторам даного типу впливу відносяться: кавітація, пульсації гідродинамічного тиску, зусилля зсуву в градієнтному потоці, тертя волокон один об одного, а також про жорсткі елементи машин, напруги, що носять турбулентний характер [2].

    Процесом, що робить значний вплив на якість деревного волокна в безножевом способі, є процес кавітації. Даний процес можна використовувати, як ключовий фактор удосконалення процесу розмелювання [3].

    Кавітація (холодне кипіння) - явище освіти парових каверн в рідині при достатньому

    зниженні тиску, розвитку та подальшого їх замикання при підвищенні тиску. Від звичайного кипіння кавитация особливий тим, що при ній процес зумовлюється зміною тиску поза каверни, а при кипінні тиск зростає всередині каверни.

    Розглянемо рівняння Бернуллі для двох точок лінії струму ідеальної нестисливої ​​рідини

    - + - + hx = - + - + h2 = E = const. (1)

    Y 2g 1 y 2g 2 w

    де у - питома вага, прискорення сили тяжіння.

    Рівняння Бернуллі відображає окремий випадок закону збереження енергії. Уздовж лінії струму сума Е енергії тиску і кінетичної енергії Е212% і енергії положення І одиниці ваги рідини залишається незмінною. Якщо в процесі руху рідини відбувається наростання швидкості або рідина піднімається, збільшуючи енергію положення, то відповідно до рівнянням Бернуллі тиск р зменшується і може досягти такої величини ра, при якій дана рідина при даній температурі закипає, переходить в газоподібний стан. Процес скипання відбувається за дуже малі проміжки часу і носить характер вибуху. Суцільність потоку порушується, однофазна середовище перетворюється в двухфазную. У рідині утворюються і складають в ній істотний обсяг порожнини, заповнені парою, так звані парові каверни.

    Якщо парові каверни рухаються разом з потоком, то вони потрапляють в зону підвищеного тиску. Відбувається практично миттєва конденсація пара в каверні, каверна замикається, створюючи досить значні тиску, високі температури, електричні розряди, світіння, активізуючи хімічні, зокрема корозійні, процеси.

    Потужний гідравлічний удар, який супроводжує замикання кавитационной каверни (таблиця 1) призводить до руйнування матеріалу, що знаходиться в радіусі дії і напрямки. При певній мірі розвитку кавітації характер перебігу настільки трансформується, що помітно змінюються зовнішні інтегральні характеристики течії.

    № 11 (68)

    A, UNI

    / Т ті)

    UNIVERSUM:

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    листопад, 2019 р.

    Таблиця 1.

    Розвиток кавітаційного пухирця в схлопивается у вигляді каверни

    Схематічноеізоб-ражение про про

    Фаза Освіта ядра Розширення Досягнення максимального радіуса Колапс Вибух

    Опис процесу фази Розрив сил зчеплення в рідкому континуумі освіти порожнечі Зростання пустот при постійній подачі енергії Максимальне зростання пустот при постійній подачі енергії Руйнування порожнечі (порожнини) при видаленні джерела енергії Вивільнення енергії

    Слід відрізняти парову кавітацію від газової, коли зростання кавітаційного пухирця відбувається за рахунок зменшення зовнішнього тиску, що не доходить до тиску пароутворення, і дифузії газу з зовнішнього потоку. Газова кавитация розвивається повільно і, хоча супроводжує парової кавітації, не впливає практично на її характер [4].

    Таким чином, в ході досліджень було встановлено, що кавітаційний ефект доцільно

    використовувати при виробництві деревоволокнистого напівфабрикату з тріски, отриманої в результаті переробки відходів лісозаготівель. Використання комбінованої машини в виробничих умовах дозволить виключити другу сходинку розуміли тріски і залучити у виробництво додатковий ресурс у вигляді порубкових залишків.

    Список літератури:

    1. Степанов В. І., Мезина Н. А. Відходи лісової промисловості та їх використання в національному господарстві // Вісник Російського економічного університету ім. Г.В. Плеханова. - 2012. - №3. - С. 26-32.

    2. Зирянов М. А., Чистова Н. Г., Алашкевіч Ю. Д. Основні тенденції розвитку виробництва деревоволокнистих маси // Лесосибирска філія СібГТУ. - Лесосібірск, 2011. - 9 с. - Деп в ВІНІТІ 14.02.11, №68-В2011

    3. Ласкеев П.Х. Виробництво деревної маси: навч. для вузів. - М .: Лесн. Пром-сть, 1967. - 580 с.

    4. Булаев Є.В., Зирянов М.А., Сиромятніков С.В. Аналіз силових факторів процесу ножового розуміли // Молоді вчені у вирішенні актуальних проблем науки: зб. матеріалів Всерос. науч. -практ. конф. студентів, аспірантів і молодих вчених; СібГІУ ім. М. Ф. Решетньова. - Красноярськ, 2018. - С. 137-139.


    Ключові слова: кавітації / деревоволокнисті НАПІВФАБРИКАТ / розуміли / кавітатор / фібріллірованія / КОМБІНУВАННЯ / CAVITATION / WOOD-FIBER SEMI-FINISHED PRODUCT / GRINDING / CAVITATOR / FIBRILLATION / COMBINATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити