RU2613307C1 - Method of permanent humidity control of timber in drying chamber - Google Patents

Method of permanent humidity control of timber in drying chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2613307C1
RU2613307C1 RU2015149587A RU2015149587A RU2613307C1 RU 2613307 C1 RU2613307 C1 RU 2613307C1 RU 2015149587 A RU2015149587 A RU 2015149587A RU 2015149587 A RU2015149587 A RU 2015149587A RU 2613307 C1 RU2613307 C1 RU 2613307C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
drying
wood
humidity
measured
Prior art date
Application number
RU2015149587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Качанов
Дмитрий Андреевич Коренков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ")
Priority to RU2015149587A priority Critical patent/RU2613307C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613307C1 publication Critical patent/RU2613307C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/46Wood

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: heating; drying.
SUBSTANCE: piled timber on a pile cart with strain gauges is placed into a hermetical drying chamber between electrodes connected to a high-frequency generator. The gauges are connected to a weight measuring system. Values of the set parameters of timber and required residual pressure are input into a computing unit. Before vacuuming, the initial pressure in the chamber is measured, then, a vacuum pump is turned on and the mass of removed air is measured. After reaching the required residual pressure, the pump is turned off and the temperature and humidity of the medium are measured. Following the measured magnitudes, the computing unit defines the volume of timber at the bone-dry humidity. After that, the high-frequency generator is turned on and the process of drying is intensified by means of the dielectric heating of timber. During the process of drying, the current pile mass is measured constantly or frequently and the current humidity of timber is defined. Before the loading into the chamber, samples are taken from the pile; these samples are used for definition of properties of timber according to the prescribed standards; the pile is stored on the premises, where the chamber is installed, at the temperature of 10-20°C and relative air humidity of 70-90%. Directly before the loading, the initial humidity is measured, and after the loading, the previously measured properties of timber, values of the initial humidity and required residual pressure are input into the computing unit. Whereupon, the pressure inside the chamber is reduced down to 8-10 kPa and the dielectric heating is performed reaching the temperature of 45-60°C, which is kept constant by means of adjusting of the power of the high-frequency generator during the entire process of drying.
EFFECT: increasing of measurement accuracy of the current humidity of timber, as well as increasing of effectiveness of humidity control during the process of drying.
1 dwg

Description

Изобретение основано на весовых методах определения влажности и может быть использовано для непрерывного контроля влажности древесины при вакуумно-диэлектрической сушке.The invention is based on weighted methods for determining moisture and can be used for continuous monitoring of wood moisture during vacuum dielectric drying.

Известен способ контроля влажности древесины в процессе сушки, при котором перед началом сушки из контрольных образцов определенным образом выпиливают секции влажности, которые сразу же взвешивают на технических весах. Взвешенные секции укладывают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 100-105°C, контролируя их вес. Первое взвешивание производят через 5-6 ч после начала сушки, последующие - через каждые 2 ч. Если последний вес совпадает с предыдущим или отличается от него не более чем на 0,02 г, то его принимают за вес абсолютно сухой секции, а сушку заканчивают. Начальную влажность WH, %, секций вычисляют по формулеA known method of controlling the moisture content of wood during the drying process, in which, before starting drying, sections of moisture are cut out from control samples in a certain way, which are immediately weighed on a technical balance. The weighted sections are placed in an oven and dried at a temperature of 100-105 ° C, controlling their weight. The first weighing is carried out 5-6 hours after the start of drying, the subsequent weighing every 2 hours. If the last weight coincides with the previous one or differs by no more than 0.02 g, then it is taken as the weight of the absolutely dry section, and the drying is completed . The initial humidity W H ,%, sections are calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Gнач - начальный вес секции, г;where G beg - the initial weight of the section, g;

Gcyx - абсолютно сухой вес секции, г.G cyx - absolutely dry section weight, g.

Среднее значение влажности секций принимают за начальную влажность контрольных образцов, из которых были выпилены секции. Контрольные образцы взвешивают и укладывают в штабель, который затем загружают в сушильную камеру. В процессе сушки периодически образцы вынимают из штабеля и взвешивают. Влажность образцов в текущий момент сушки находят по формулеThe average value of the humidity of the sections is taken as the initial humidity of the control samples from which the sections were cut. Control samples are weighed and stacked, which is then loaded into a drying chamber. During the drying process, the samples are periodically removed from the stack and weighed. The moisture content of the samples at the moment of drying is found by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где Gт - вес контрольного образца в текущий момент сушки, г;where G t is the weight of the control sample at the current moment of drying, g;

Gсух.обр - абсолютно сухой вес контрольного образца, г;G suh.obr - absolutely dry weight of the reference sample, g;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Gнач - начальный вес контрольного образца, г;where G beg - the initial weight of the control sample, g;

Wнач - начальная влажность контрольного образца, %.W beg - the initial moisture content of the control sample,%.

Контрольные образцы взвешивают каждый день при ожидаемой продолжительности сушки 5-10 суток и через день при большей продолжительности (Пейч Н.Н., Царев Б.С. Сушка древесины. Учебник для проф. тех. училищ и подготовки рабочих на производстве. Изд. 2-е, переработ. - и доп. – М.: Высш. школа, 1971, с. 128-130).Control samples are weighed every day at the expected drying time of 5-10 days and every other day at a longer duration (Peych N.N., Tsarev B.S. Wood drying. A textbook for vocational schools and training workers in production. Edition. 2 -e, revised. - and additional - Moscow: Higher School, 1971, p. 128-130).

Недостатками этого способа являются необходимость прерывать процесс сушки для изъятия контрольных образцов, невозможность применения при вакуумных методах сушки, невозможность автоматизации процесса сушки. Невозможность применения данного метода контроля влажности при вакуумных методах сушки обусловлена тем, что для них характерна небольшая продолжительность процесса сушки, поэтому частая разгерметизация камеры для изъятия контрольных образцов на взвешивание нарушает технологический режим сушки.The disadvantages of this method are the need to interrupt the drying process to remove control samples, the inability to use with vacuum drying methods, the inability to automate the drying process. The impossibility of using this method of humidity control in vacuum drying methods is due to the fact that they are characterized by a short duration of the drying process, therefore, frequent depressurization of the chamber for removing control samples for weighing violates the technological regime of drying.

Известен способ контроля влажности древесины в сушильной камере, при котором влажность определяется непосредственно в процессе сушки путем анализа изменения во времени веса штабеля древесины. Заблаговременно уложенную в штабель древесину загружают в сушильную камеру, подключают датчики веса, установленные на подштабельной тележке, к весоизмерительной системе, размещенной вне камеры. Затем по заданному режиму осуществляют процесс сушки, во время которого ведут контроль за температурой и степенью насыщенности влагой воздуха в камере и показаниями датчиков веса. Вес штабеля определяют в трех-четырех точках, соответствующих различным моментам времени сушки. Период времени между измерениями может составлять 1-10 ч. На основе измерений рассчитывают аппроксимирующую зависимость веса штабеля от времени сушки, определяют уравнение скорости сушки, рассчитывают конечное время сушки и расчетное значение абсолютно сухого веса штабеля, влажность Wт, %, древесины в текущий момент времени определяют по формулеA known method of controlling the moisture content of wood in a drying chamber, in which the moisture is determined directly during the drying process by analyzing the change in time of the weight of the wood stack. The wood stacked in a stack in advance is loaded into the drying chamber, the weight sensors mounted on the stacker truck are connected to the weighing system located outside the chamber. Then, according to the specified mode, the drying process is carried out, during which the temperature and the degree of saturation of air humidity in the chamber and the readings of the weight sensors are monitored. The weight of the stack is determined at three to four points corresponding to different points in time of drying. The time period between measurements can be 1-10 hours. Based on the measurements, the approximate dependence of the stack weight on the drying time is calculated, the drying speed equation is determined, the final drying time and the calculated value of the absolute dry weight of the stack are calculated, humidity W t ,%, wood at the moment time is determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где Gт - текущий вес штабеля, кг;where G t - the current weight of the stack, kg;

Gкон - расчетное значение абсолютно сухого веса штабеля, кг;G con - the calculated value of the absolutely dry weight of the stack, kg;

Wрав(t, ϕ) - равновесная влажность древесины при заданных параметрах агента сушки, %,W equal (t, ϕ) is the equilibrium moisture content of the wood at the given parameters of the drying agent,%,

(патент РФ 2037755; МПК F26B 25/22, G01N 9/36, опубл. 1995).(RF patent 2037755; IPC F26B 25/22, G01N 9/36, publ. 1995).

Недостатком этого способа является большая продолжительность определения абсолютно сухого веса штабеля, из-за чего невозможно контролировать влажность штабеля в начале процесса сушки.The disadvantage of this method is the long duration of determining the absolutely dry weight of the stack, which makes it impossible to control the moisture content of the stack at the beginning of the drying process.

Известен способ, при котором подлежащую сушке древесину, уложенную в штабель, загружают в герметичную камеру на подштабельной тележке, оснащенной тензометрическими датчиками, подключаемыми к системе измерения веса, затем в вычислительный блок задают значения начальной влажности древесины, плотности в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и величину требуемого остаточного давления в камере. Перед стадией вакуумирования осуществляют конвективный прогрев древесины, после его завершения с помощью датчика температуры и датчика давления измеряют начальные значения температуры и давления в камере. Затем включают вакуумный насос и посредством массового расходомера измеряют массу удаляемого из камеры воздуха. Насос выключают при достижении в камере требуемого остаточного давления. После вакуумирования измеряют температуру и влажность среды в камере. На основе измеренных величин в вычислительном блоке рассчитывают остаточную массу mост, кг, воздухаThere is a method in which the wood to be dried, laid in a stack, is loaded into a sealed chamber on a stacker carriage equipped with strain gauges connected to a weight measuring system, then the initial wood moisture content, density in absolutely dry state, drying coefficient and value of the required residual pressure in the chamber. Before the stage of evacuation, convective heating of the wood is carried out, after its completion, the initial values of temperature and pressure in the chamber are measured using a temperature sensor and a pressure sensor. The vacuum pump is then turned on and the mass of air removed from the chamber is measured by means of a mass flow meter. The pump is turned off when the desired residual pressure is reached in the chamber. After evacuation, the temperature and humidity of the medium in the chamber are measured. Based on the measured values in the computing unit calculate the residual mass m OST , kg, air

Figure 00000005
Figure 00000005

где Т1, Т2 - температуры среды до и после вакуумирования, K;where T 1 , T 2 - temperature of the medium before and after evacuation, K;

mуд - масса удаленного воздуха, кг;m beats - mass of removed air, kg;

P1 - давление среды до вакуумирования, Па;P 1 - medium pressure before evacuation, Pa;

P2 - требуемое остаточное давление, Па.P 2 - the required residual pressure, Pa.

Вычисляют объем загруженной древесины VM, м3, по формулеThe volume of loaded wood V M , m 3 is calculated by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где V - объем камеры, м3;where V is the chamber volume, m 3 ;

mост - масса оставшегося воздуха, кг;m ost - the mass of the remaining air, kg;

ρв - плотность воздуха при давлении Р2, температуре Т2 и влажности d, кг/м3.ρ in - the density of air at a pressure of P 2 , temperature T 2 and humidity d, kg / m 3 .

В процессе сушки посредством тензометрических датчиков и системы измерения веса непрерывно или через определенные интервалы времени определяют текущий вес штабеля. Если начальная влажность больше предела гигроскопичности (Wп.г=30%), то текущую влажность Wт, %, определяют по формуле:During the drying process, the current weight of the stack is determined continuously using strain gauge sensors and a weight measuring system, continuously or at specified intervals. If the initial humidity is greater than the hygroscopicity limit (W pg = 30%), then the current humidity W t ,%, is determined by the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где Gт - текущий вес штабеля, кг;where G t - the current weight of the stack, kg;

VM - объем загруженного пиломатериала, м3;V M - the volume of loaded lumber, m 3 ;

ρ0 - плотность в абсолютно сухом состоянии, кг/м3.ρ 0 - density in absolutely dry condition, kg / m 3 .

kу - коэффициент объемной усушки древесины, отн. ед.k y - volumetric shrinkage coefficient of wood, rel. units

Если начальная влажность ниже предела гигроскопичности, то текущую влажность Wт, %, определяют путем решения уравненияIf the initial humidity is below the hygroscopicity limit, then the current humidity W t ,%, is determined by solving the equation

Figure 00000008
Figure 00000008

(Качанов А.Н. Коренков Д.А. Контроль влажности капиллярно-пористых строительных материалов при вакуумной обработке. // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2014. - №3. - С. 154-160).(Kachanov A.N. Korenkov D.A. Moisture control of capillary-porous building materials during vacuum processing. // Fundamental and applied problems of engineering and technology. - 2014. - No. 3. - P. 154-160).

Недостатком способа является значительная погрешность, обусловленная заданием табличных значений коэффициента усушки и плотности в абсолютно сухом состоянии, определяемых для конкретной породы древесины. Отмеченные свойства для одной и той же породы варьируются в зависимости от многих факторов, например от места произрастания, возраста дерева. Также погрешность привносит значение предела гигроскопичности, которое принимают равным 30%, но которое также не одинаково для разных партий древесины.The disadvantage of this method is the significant error due to the tabular values of the coefficient of shrinkage and density in a completely dry state, determined for a particular wood species. The noted properties for the same breed vary depending on many factors, for example, the place of growth, the age of the tree. The error also introduces the value of the hygroscopicity limit, which is assumed to be 30%, but which is also not the same for different lots of wood.

За прототип принят способ, при котором древесину укладывают в штабель на подштабельной тележке, оснащенной тензометрическими датчиками, подключаемыми к системе измерения веса, и помещают в герметичную камеру между электродами, подключенными к высокочастотному генератору, затем в вычислительный блок задают значения плотности в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и величину требуемого остаточного давления в камере. Перед стадией вакуумирования посредством датчика давления измеряют начальное давление в камере. Затем включают вакуумный насос и при помощи массового расходомера измеряют массу удаляемого из камеры воздуха. Насос выключают при достижении в камере требуемого остаточного давления. После вакуумирования измеряют температуру и влажность среды в камере. На основе измеренных величин в вычислительном блоке рассчитывают остаточную массу mост, кг, воздухаThe prototype adopted a method in which the wood is stacked on a stacking trolley equipped with strain gauges connected to a weight measuring system, and placed in a sealed chamber between the electrodes connected to a high-frequency generator, then the density values are set in the absolutely dry state in the computing unit, drying coefficient and the value of the required residual pressure in the chamber. Before the evacuation step, the initial pressure in the chamber is measured by means of a pressure sensor. Then turn on the vacuum pump and using a mass flow meter measure the mass of air removed from the chamber. The pump is turned off when the desired residual pressure is reached in the chamber. After evacuation, the temperature and humidity of the medium in the chamber are measured. Based on the measured values in the computing unit calculate the residual mass m OST , kg, air

Figure 00000009
Figure 00000009

где mуд - масса удаленного воздуха, кг;where m beats - mass of removed air, kg;

Р1 - давление среды до вакуумирования, Па;P 1 - medium pressure before evacuation, Pa;

Р2 - требуемое остаточное давление, Па.P 2 - the required residual pressure, Pa.

Вычисляют объем загруженной древесины VM, м3, по формуле (2)Calculate the volume of loaded wood V M , m 3 according to the formula (2)

Figure 00000010
Figure 00000010

где V - объем камеры, м3;where V is the chamber volume, m 3 ;

mост - масса оставшегося воздуха, кг;m ost - the mass of the remaining air, kg;

ρв - плотность воздуха, кг/м3.ρ in - the density of air, kg / m 3 .

Р2 - давление среды после вакуумирования, Па;P 2 - medium pressure after evacuation, Pa;

Т - температура среды после вакуумирования, °С;T is the temperature of the medium after evacuation, ° C;

d - относительная влажность среды после вакуумирования, %.d is the relative humidity after evacuation,%.

Вычисляют объем древесины в абсолютно сухом состоянии, кг/м3, по формулеCalculate the volume of wood in absolutely dry condition, kg / m 3 , according to the formula

Figure 00000011
Figure 00000011

где VM - объем загруженной древесины, м3;where V M is the volume of loaded wood, m 3 ;

kу - коэффициент объемной усушки древесины, отн. ед.k y - volumetric shrinkage coefficient of wood, rel. units

После этого включают высокочастотный генератор, древесина нагревается диэлектрическим способом за счет релаксационно-поляризационных явлений, с поверхности древесины начинает испаряться влага. В процессе сушки посредством тензометрических датчиков и системы измерения веса непрерывно или через определенные интервалы времени определяют текущий вес штабеля, а текущую влажность Wт, %, определяют по формулеAfter that, a high-frequency generator is turned on, the wood is heated in a dielectric manner due to relaxation-polarization phenomena, moisture begins to evaporate from the surface of the wood. In the drying process, by means of strain gauges and a weight measuring system, the current stack weight is determined continuously or at certain time intervals, and the current moisture content W t ,%, is determined by the formula

Figure 00000012
Figure 00000012

где Gт - текущий вес штабеля, кг;where G t - the current weight of the stack, kg;

V0 - объем древесины в абсолютно сухом состоянии, м3;V 0 - the volume of wood in absolutely dry condition, m 3 ;

ρ0 - плотность в абсолютно сухом состоянии, кг/м3,ρ 0 - density in absolutely dry condition, kg / m 3 ,

(Качанов А.Н., Коренков Д.А. Контроль влажности древесины в вакуумных сушильных камерах // Ползуновский вестник. - №4. - Барнаул: АЛГТУ им. Ползунова, 2014. - 197-202 с.).(Kachanov A.N., Korenkov D.A. Control of wood moisture in vacuum drying chambers // Polzunovsky Bulletin. - No. 4. - Barnaul: ALSTU named after Polzunov, 2014. - 197-202 p.).

Недостатком данного способа также является значительная погрешность, обусловленная заданием табличных значений коэффициента усушки, плотности древесины в абсолютно сухом состоянии и предела гигроскопичности, принимаемого равным 30%.The disadvantage of this method is also a significant error due to the tabular values of the drying coefficient, the density of the wood in a completely dry state and the hygroscopicity limit, taken equal to 30%.

Задачей способа является повышение эффективности контроля влажности древесины в сушильных камерах путем повышения точности измерения текущей влажности в процессе сушки.The objective of the method is to increase the efficiency of controlling the moisture content of wood in drying chambers by increasing the accuracy of measuring current humidity during the drying process.

Данная задача решается за счет того, что в способе непрерывного контроля влажности древесины в сушильной камере, при котором древесину укладывают в штабель на подштабельной тележке, оснащенной тензометрическими датчиками, подключаемыми к системе измерения веса, и помещают в герметичную камеру между электродами, подключенными к высокочастотному генератору, задают в вычислительный блок значения плотности в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и величину требуемого остаточного давления в камере, перед стадией вакуумирования измеряют начальное значение давления в камере, затем включают вакуумный насос и измеряют массу удаляемого из камеры воздуха, при достижении требуемого остаточного давления насос выключают и измеряют температуру и влажность среды в камере, на основе измеренных величин в вычислительном блоке определяют объем древесины в абсолютно сухом состоянии, после чего включают высокочастотный генератор и начинают диэлектрический нагрев древесины для интенсификации процесса сушки, во время которого непрерывно или периодически измеряют текущую массу штабеля и определяют текущую влажность древесины, согласно изобретению до загрузки в сушильную камеру из штабеля древесины отбирают образцы, по которым согласно установленным стандартам в течение 4 суток определяют плотность в абсолютно сухом состоянии, коэффициент усушки и предел гигроскопичности, одновременно с этим штабель древесины выдерживают в помещении при температуре воздуха 10-20°C и относительной влажности воздуха 70-90%, непосредственно перед загрузкой посредством ручного электровлагомера измеряют начальную влажность древесины, а после загрузки штабеля в вычислительный блок, кроме значений плотности в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и требуемого остаточного давления, вносят также значения предела гигроскопичности и начальной влажности, при этом давление в камере понижают до 8-10 кПа, а диэлектрический нагрев производят до температуры 45-60°C, которую поддерживают неизменной в течение всего процесса сушки регулированием мощности высокочастотного генератора.This problem is solved due to the fact that in the method of continuous monitoring of wood moisture in the drying chamber, in which the wood is stacked on a stacker trolley equipped with strain gauges connected to a weight measuring system, and placed in a sealed chamber between the electrodes connected to the high-frequency generator , set in the computing unit the density values in a completely dry state, the drying coefficient and the required residual pressure in the chamber, before the stage of evacuation measure the initial value of the pressure in the chamber, then turn on the vacuum pump and measure the mass of air removed from the chamber, when the desired residual pressure is reached, the pump is turned off and the temperature and humidity of the medium in the chamber are measured, based on the measured values in the computing unit, the volume of wood in an absolutely dry state is determined, after which they turn on the high-frequency generator and begin dielectric heating of the wood to intensify the drying process, during which the current ma stacks and determine the current moisture content of the wood, according to the invention, samples are taken from the wood stack before being loaded into the drying chamber, according to the established standards, the density is absolutely dry for 4 days, the drying coefficient and the hygroscopicity limit, while the wood stack is kept in indoors at an air temperature of 10-20 ° C and a relative humidity of 70-90%, immediately before loading with a manual electrometer, measure the initial moisture content hyesins, and after loading the stack into the computing unit, in addition to the density values in an absolutely dry state, the drying coefficient and the required residual pressure, the hygroscopicity limit and initial humidity are also introduced, while the pressure in the chamber is reduced to 8-10 kPa, and dielectric heating is performed to a temperature of 45-60 ° C, which is maintained constant throughout the entire drying process by adjusting the power of the high-frequency generator.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности измерения текущей влажности древесины и эффективности контроля влажности в процессе сушки путем учета особенностей физических свойств древесины таких, как плотность в абсолютно сухом состоянии, коэффициент усушки и предел гигроскопичности, каждой партии, поступающей на сушку.The technical result of the proposed method is to increase the accuracy of measuring the current moisture content of the wood and the effectiveness of controlling moisture during the drying process by taking into account the physical properties of the wood, such as density in a completely dry state, drying coefficient and hygroscopicity limit of each batch fed to drying.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.The drawing shows a device for implementing the method.

В его состав входит герметичная сушильная камера 1, рельсы 2, подштабельная тележка 3. На подштабельную тележку 3 укладывают штабель 4 древесины. Внутри камеры 1 штабель 4 древесины размещают между двумя электродами 5, один из которых подключен через высокочастотный фидер 6 к высокочастотному генератору 7, другой заземлен. Высокочастотный генератор также заземлен. Подштабельная тележка 3 оснащена тензометрическими датчиками 8, которые через штепсельный разъем 9 подключают к системе 10 измерения веса, расположенной вне камеры 1. Сушильная камера 1 соединена через обратный клапан 11 с вакуумным насосом 12, к выходному патрубку которого подключен массовый расходомер 13. Выходной патрубок расходомера 13 имеет непосредственную связь с атмосферой. Внутри камеры 1 расположены датчик 14 давления, датчик 15 температуры, датчик 16 влажности воздуха, которые подключены к вычислительному блоку 17, расположенному вне камеры 1. Система 10 измерения веса и массовый расходомер 13 также подключены к вычислительному блоку 17.It includes a sealed drying chamber 1, rails 2, a stacker carriage 3. A stack of wood 4 is stacked on a stacker carriage 3. Inside the chamber 1, a stack of wood 4 is placed between two electrodes 5, one of which is connected through a high-frequency feeder 6 to a high-frequency generator 7, the other is grounded. The high frequency generator is also grounded. The stacking trolley 3 is equipped with strain gauges 8, which are connected via a plug 9 to a weight measuring system 10 located outside the chamber 1. The drying chamber 1 is connected through a check valve 11 to a vacuum pump 12, to the outlet of which a mass flow meter is connected 13. The outlet of the flow meter 13 has a direct relationship with the atmosphere. Inside the chamber 1 are a pressure sensor 14, a temperature sensor 15, an air humidity sensor 16, which are connected to a computing unit 17 located outside the chamber 1. The weight measuring system 10 and the mass flow meter 13 are also connected to the computing unit 17.

Для измерения веса штабеля 4 могут быть использованы, например, тензометрические датчики М50 (Тензометрические датчики из нержавеющей стали мембранного типа. Брошюра №608. http://www.tenso-m.ru). В качестве системы 10 измерения веса может быть использован, например, весоизмерительный преобразователь ТВ-006С (Каталог «Весоизмерительные преобразователи», 2-е издание, брошюра №700, 2014, http://www.tenso-m.ru). Для понижения давления в камере 1 может быть использован, например, вакуумный насос VALUE VE 2100 N (Каталог «Пластинчатороторные насосы», http://evtec.ru). Для измерения массы удаленного воздуха может быть применен, например, массовый криолисовый расходомер TMU (Каталог «Криолисовые массовые расходомеры», http://www.rizur.ru). Для измерения влажности среды в камере 1 может быть использован, например, датчик влажности HIH-4000-001 (Humidity sensors line guide, http://sensing.honeywell.com). Для измерения температуры среды в камере 1 может быть использован, например, датчик температуры 700-101ВАА-В00 (700 Series Platinum RTDs Temperature Sensors, http://z.compel.ru/item-pdf/ca6bd7cc7b0f8d5f5532dbba3370ed49/ps/honey~700s.pdf). Для измерения давления среды в камере 1 может быть использован, например, датчик давления МТ100М (ТУ 4212-010-00226218-2010). Высокочастотный генератор может быть использован, например, типа ВЧГ8-60/13 (ТУ 16-682.140-86).To measure the weight of the stack 4 can be used, for example, strain gauges M50 (strain gauges made of stainless steel membrane type. Brochure No. 608. Http://www.tenso-m.ru). As the weight measuring system 10, for example, a weight transducer TV-006C can be used (Catalog “Weight transducers”, 2nd edition, brochure No. 700, 2014, http://www.tenso-m.ru). To reduce the pressure in the chamber 1, for example, a VALUE VE 2100 N vacuum pump can be used (Catalog "Vane pumps", http://evtec.ru). To measure the mass of the removed air, for example, a TMU mass cryolis flowmeter can be used (Catalog "Cryolis mass flowmeters", http://www.rizur.ru). To measure the humidity of the medium in chamber 1, for example, a HIH-4000-001 humidity sensor (Humidity sensors line guide, http://sensing.honeywell.com) can be used. To measure the temperature of the medium in chamber 1, for example, a temperature sensor 700-101BAA-B00 (700 Series Platinum RTDs Temperature Sensors, http://z.compel.ru/item-pdf/ca6bd7cc7b0f8d5f5532dbba3370ed49/ps/honey~700s can be used. pdf). To measure the pressure of the medium in the chamber 1, for example, the MT100M pressure sensor (TU 4212-010-00226218-2010) can be used. A high-frequency generator can be used, for example, of type VChG8-60 / 13 (TU 16-682.140-86).

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Заблаговременно из партии древесины отбирают образцы и определяют коэффициент kу объемной усушки по ГОСТ 16483.37-88, плотность ρ0 в абсолютно сухом состоянии по ГОСТ 16483.1-84 и предел Wп.г гигроскопичности по ГОСТ 16483.32-77. Для определения предела гигроскопичности согласно ГОСТ 16483.32-77 требуется 4 суток. За это время древесину укладывают в штабель 4 на подштабельную тележку 3 и выдерживают в помещении, где установлена камера 1. Это обеспечивает равенство температуры древесины и температуры среды в момент вакуумирования и, как следствие, постоянство температуры среды в камере 1 до и после вакуумирования за счет отсутствия теплоотдачи или теплопоглощения на поверхности древесины. При этом упрощается определение массы оставшегося воздуха. По условиям эксплуатации высокочастотного генератора 7 и условию предотвращения чрезмерного подсушивания поверхностных слоев древесины температура в помещении должна быть в пределах 10-20°C, а влажность - в пределах 70-90%.Samples are taken in advance from the wood batch and the coefficient kat volumetric shrinkage according to GOST 16483.37-88, density ρ0 in absolutely dry condition according to GOST 16483.1-84 and limit Wpg hygroscopicity according to GOST 16483.32-77. To determine the hygroscopicity limit according to GOST 16483.32-77, 4 days are required. During this time, the wood is stacked in a stack 4 on a stacking trolley 3 and kept in the room where the chamber 1 is installed. This ensures that the wood temperature and the temperature of the medium are equal at the time of evacuation and, as a result, the temperature of the medium in chamber 1 is constant before and after evacuation due to lack of heat transfer or heat absorption on the wood surface. This simplifies the determination of the mass of the remaining air. According to the operating conditions of the high-frequency generator 7 and the condition for preventing excessive drying of the surface layers of wood, the room temperature should be in the range of 10-20 ° C, and humidity in the range of 70-90%.

После определения коэффициента усушки kу, плотности ρ0 древесины в абсолютно сухом состоянии и предела гигроскопичности Wп.г с помощью ручного электровлагомера измеряют начальную влажность Wн древесины в штабеле 4, затем подштабельную тележку 3 по рельсам 2 закатывают в камеру 1. Штепсельным разъемом 9 соединяют тензометрические датчики 8 и систему 10 измерения веса, после чего камеру 1 герметично закрывают. В вычислительный блок 17 заносят измеренные величины Wн, ky, ρ0, Wп.г, а также регламентируемую технологическим режимом величину остаточного давления Р2. Согласно общим рекомендациям по проведению вакуумно-диэлектрической сушки остаточное давление выбирают в диапазоне 8-10 кПа, что соответствует температуре кипения воды 45-60°C. Далее с помощью вычислительного блока 17 запускают процесс измерения. Перед началом вакуумирования камеры 1 посредством датчика 14 давления измеряют давление P1 среды. Сигнал, пропорциональный измеренному давлению, поступает в измерительный блок 17. Включают вакуумный насос 12 и в течение его работы посредством массового расходомера 13 измеряют массу mуд удаляемого из камеры 1 воздуха. После достижения в камере 1 требуемого остаточного давления Р2 вакуумный насос 12 выключают и с помощью датчика 15 температуры и датчика 16 влажности измеряют температуру Т и влажность d среды в камере 1 после вакуумирования. Сигналы, пропорциональные измеренным величинам mуд, Т и d, поступают в вычислительный блок 17. В блоке 17 вычисляют массу оставшегося в камере 1 воздуха mост, кг, по формуле (3)After determining the drying coefficient k y , the density ρ 0 of the wood in an absolutely dry state and the hygroscopicity limit W pg, the initial moisture content W n of the wood is measured in a stack 4 using a handheld moisture meter, then the stacking trolley 3 along the rails 2 is rolled into the chamber 1. A plug connector 9 connect the strain gauges 8 and the weight measurement system 10, after which the chamber 1 is hermetically closed. In the computing unit 17 enter the measured values of W n , k y , ρ 0 , W pg , as well as regulated by the technological mode, the value of the residual pressure P 2 . According to general recommendations for vacuum dielectric drying, the residual pressure is selected in the range of 8-10 kPa, which corresponds to a boiling point of water of 45-60 ° C. Next, using the computing unit 17 start the measurement process. Before the evacuation of the chamber 1, the pressure P 1 of the medium is measured by means of a pressure sensor 14. A signal proportional to the measured pressure enters the measuring unit 17. The vacuum pump 12 is turned on, and during its operation, the mass m beats of air removed from the chamber 1 is measured by means of a mass flow meter 13. After reaching the required residual pressure P 2 in the chamber 1, the vacuum pump 12 is turned off and the temperature T and the humidity d of the medium in the chamber 1 are measured using a temperature sensor 15 and a humidity sensor 16 after evacuation. Signals proportional to the measured values of m beats , T and d, are received in the computing unit 17. In block 17 calculate the mass of air remaining in the chamber 1 m ost , kg, by the formula (3)

Figure 00000013
Figure 00000013

где P1 - давление среды до вакуумирования, Па;where P 1 is the pressure of the medium before evacuation, Pa;

Р2 - требуемое остаточное давление, Па;P 2 - the required residual pressure, Pa;

mуд - масса удаленного воздуха, кг.m beats - mass of removed air, kg.

Использование формулы (3) вместо (1) возможно благодаря выдержке штабеля 4 древесины в одном помещении с установленной сушильной камерой 1. Далее вычисляют объем загруженного пиломатериала VM, м3, по формуле (2)The use of formula (3) instead of (1) is possible due to exposure of a stack of 4 wood in one room with an installed drying chamber 1. Next, calculate the volume of loaded lumber V M , m 3 , by the formula (2)

Figure 00000014
Figure 00000014

где V - объем вакуумной камеры, м3;where V is the volume of the vacuum chamber, m 3 ;

mост - масса оставшегося воздуха, кг;m ost - the mass of the remaining air, kg;

ρв - плотность воздуха при давлении Р2, температуре Т и влажности d, кг/м3.ρ in - the density of air at a pressure of P 2 , temperature T and humidity d, kg / m 3 .

Если начальная влажность Wн пиломатериала выше предела гигроскопичности Wп.г, вычисляют объем штабеля в абсолютно сухом состоянии V0, м3, по формулеIf the initial moisture content W n lumber above the limit of hygroscopicity W pg , calculate the volume of the stack in a completely dry state V 0 , m 3 according to the formula

Figure 00000015
Figure 00000015

где VM - объем загруженного пиломатериала, м;where V M is the volume of loaded lumber, m;

Wп.г - предел гигроскопичности, %.W P. g - hygroscopicity limit,%.

kу - коэффициент объемной усушки древесины, отн. ед.k y - volumetric shrinkage coefficient of wood, rel. units

Если начальная влажность Wн ниже предела гигроскопичности Wп.г, то объем штабеля в абсолютно сухом состоянии V0, м3, вычисляют по формуле:If the initial humidity W n is below the hygroscopicity limit W pg , then the volume of the stack in a completely dry state V 0 , m 3 is calculated by the formula:

Figure 00000016
Figure 00000016

где VM - объем загруженного пиломатериала, м3;where V M is the volume of loaded lumber, m 3 ;

kу - коэффициент объемной усушки древесины, отн. ед.k y - volumetric shrinkage coefficient of wood, rel. units

Wн - начальная влажность пиломатериала, %.W n - the initial moisture content of lumber,%.

После определения объема в абсолютно сухом состоянии осуществляют диэлектрический нагрев древесины. Для этого включают высокочастотный генератор 7 и на электроды 5 по высокочастотному фидеру 6 подают высокочастотное напряжение. В штабеле 4 образуется переменное электромагнитное поле, которое за счет релаксационно-поляризационных явлений нагревает древесину и интенсифицирует процесс сушки. Древесину нагревают до температуры 45-60°C, соответствующей кипению воды при заданном остаточном давлении. Температуру поддерживают одинаковой на всем протяжении сушки регулированием мощности высокочастотного генератора 7. В процессе сушки с помощью системы 10 измерения веса непрерывно измеряют текущую массу штабеля mт. Влажность древесины W, %, в текущий момент процесса сушки вычисляют по формулеAfter determining the volume in a completely dry state, dielectric heating of the wood is carried out. For this, a high-frequency generator 7 is turned on and high-frequency voltage is supplied to the electrodes 5 via a high-frequency feeder 6. In stack 4, an alternating electromagnetic field is formed, which, due to relaxation-polarization phenomena, heats the wood and intensifies the drying process. The wood is heated to a temperature of 45-60 ° C, corresponding to the boiling of water at a given residual pressure. The temperature is maintained the same throughout the drying by adjusting the power of the high-frequency generator 7. During the drying process, using the weight measuring system 10, the current stack mass m t is continuously measured. The moisture content of wood W,%, at the moment of the drying process is calculated by the formula

Figure 00000017
Figure 00000017

где mт - текущая масса штабеля, кг;where m t is the current mass of the stack, kg;

V0 - объем штабеля в абсолютно сухом состоянии, m3;V 0 - the volume of the stack in a completely dry state, m 3 ;

ρ0 - плотность древесины в абсолютно сухом состоянии, кг/м3.ρ 0 is the density of wood in an absolutely dry state, kg / m 3 .

Claims (1)

Способ непрерывного контроля влажности древесины в сушильной камере, при котором древесину укладывают в штабель на подштабельной тележке, оснащенной тензометрическими датчиками, подключаемыми к системе измерения веса, и помещают в герметичную камеру между электродами, подключенными к высокочастотному генератору, задают в вычислительный блок значения плотности древесины в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и величину требуемого остаточного давления в камере, перед стадией вакуумирования измеряют начальное давление в камере, затем включают вакуумный насос и измеряют массу удаляемого из камеры воздуха, при достижении требуемого остаточного давления насос выключают и измеряют температуру и влажность среды в камере, на основе измеренных величин в вычислительном блоке определяют объем древесины в абсолютно сухом состоянии, после чего включают высокочастотный генератор и начинают диэлектрический нагрев древесины для интенсификации процесса сушки, во время которого непрерывно или периодически измеряют текущую массу штабеля и определяют текущую влажность древесины, отличающийся тем, что до загрузки в сушильную камеру из штабеля древесины отбирают образцы, по которым согласно установленным стандартам в течение 4 суток определяют плотность в абсолютно сухом состоянии, коэффициент усушки и предел гигроскопичности, одновременно с этим штабель древесины выдерживают в помещении при температуре воздуха 10-20°С и относительной влажности воздуха 70-90%, непосредственно перед загрузкой при помощи ручного электровлагомера измеряют начальную влажность древесины, а после загрузки штабеля в сушильную камеру в вычислительный блок, кроме значений плотности в абсолютно сухом состоянии, коэффициента усушки и требуемого остаточного давления, вносят также значения предела гигроскопичности и начальной влажности, при этом давление в камере понижают до 8-10 кПа, а диэлектрический нагрев производят до температуры 45-60°С, которую поддерживают неизменной в течение всего процесса сушки регулированием мощности высокочастотного генератора.A method of continuously monitoring the moisture in a wood in a drying chamber, in which the wood is stacked on a stacker carriage equipped with strain gauges connected to a weight measuring system, and placed in a sealed chamber between the electrodes connected to a high-frequency generator, set the density of the wood to absolutely dry state, drying coefficient and the value of the required residual pressure in the chamber, before the stage of evacuation measure the initial pressure in Hereinafter, the vacuum pump is turned on and the mass of air removed from the chamber is measured, when the required residual pressure is reached, the pump is turned off and the temperature and humidity of the medium in the chamber are measured, based on the measured values in the computing unit, the volume of wood in absolutely dry state is determined, and then the high-frequency generator is turned on and dielectric heating of the wood is started to intensify the drying process, during which the current mass of the stack is continuously or periodically measured and the current humidity is determined l wood, characterized in that before loading into the drying chamber, samples are taken from the wood stack, according to which, according to the established standards, the density in absolutely dry state, drying coefficient and hygroscopicity limit are determined for 4 days, at the same time, the wood stack is kept in a room at a temperature of air 10-20 ° C and relative humidity of 70-90%, immediately before loading with a manual electric moisture meter, measure the initial moisture of the wood, and after loading the stack into the dryer the chamber in the computing unit, in addition to the density values in an absolutely dry state, the drying coefficient and the required residual pressure, also the hygroscopicity limit and initial humidity are introduced, while the pressure in the chamber is reduced to 8-10 kPa, and dielectric heating is carried out to a temperature of 45-60 ° C, which is maintained constant throughout the drying process by adjusting the power of the high-frequency generator.
RU2015149587A 2015-11-18 2015-11-18 Method of permanent humidity control of timber in drying chamber RU2613307C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149587A RU2613307C1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 Method of permanent humidity control of timber in drying chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149587A RU2613307C1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 Method of permanent humidity control of timber in drying chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2613307C1 true RU2613307C1 (en) 2017-03-15

Family

ID=58458076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015149587A RU2613307C1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 Method of permanent humidity control of timber in drying chamber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613307C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247985C2 (en) * 2002-12-09 2005-03-10 Марийский государственный технический университет Method of testing wood
RU2251104C2 (en) * 2003-02-06 2005-04-27 Марийский государственный технический университет Mode of testing wood samples
UA69565U (en) * 2010-05-12 2012-05-10 Национальный Университет Биоресурсов И Природопользования Украины Method for determination of current humidity of sawn timber in process of drying those
RU2519066C2 (en) * 2008-10-02 2014-06-10 Мантекс АБ Method and device for measuring moisture content in biological material
EP2933637A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-21 Cylergie Method and system for determining a moisture content of an organic material used as fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247985C2 (en) * 2002-12-09 2005-03-10 Марийский государственный технический университет Method of testing wood
RU2251104C2 (en) * 2003-02-06 2005-04-27 Марийский государственный технический университет Mode of testing wood samples
RU2519066C2 (en) * 2008-10-02 2014-06-10 Мантекс АБ Method and device for measuring moisture content in biological material
UA69565U (en) * 2010-05-12 2012-05-10 Национальный Университет Биоресурсов И Природопользования Украины Method for determination of current humidity of sawn timber in process of drying those
EP2933637A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-21 Cylergie Method and system for determining a moisture content of an organic material used as fuel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЧАНОВ А.Н. и др. Контроль влажности древесины в вакуумных сушильных камерах. Ползуновский вестник, N 4, т. 1, 2014, с. 197-201. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103760061B (en) A kind of evaluation method of humidity preservation property of cigarette
CN104390932B (en) Moisture content detection method based on Subtractive Infrared Spectroscopy
CN105571981A (en) Water content measuring apparatus and method
US7325439B2 (en) Fluid permeability measurement system and method
CN107144681A (en) A kind of soil basic physical property index Test device and its test method
RU2613307C1 (en) Method of permanent humidity control of timber in drying chamber
Mikhail et al. Spectral photoluminescence characteristics of the seeds of cereal plants in different humidity
US20240125684A1 (en) Method and apparatus for determining properties of hygroscopic material in real-time during modification
CN106769631A (en) The rapid assay methods of moisture content in a kind of papermaking-method reconstituted tobaccos production
Pang Relative importance of vapour diffusion and convecttve flow in modelling of softwood drying
CN113607597A (en) Weighing type fruit and vegetable water content online detection method and system
WO2009030182A2 (en) Device for determination of radon diffusion coefficient
CN110470795B (en) Drying process measuring method and device based on gas phase medium humidity measurement
CN102323397A (en) Measurement method of concrete crack risk evaluation index
CA2930233C (en) A method and system for drying wood in a drying compartment
CN113655093B (en) Gas concentration detection method, device, equipment and medium
CN109239003A (en) A kind of lignin moisture content detecting method based on Subtractive Infrared Spectroscopy
RU2422803C1 (en) Procedure for detection and identification of chemical compounds and device for its implementation
CN105547902A (en) Method for determination of moisture-proof curve of tobacco capsules
RU2395824C1 (en) Device to calibrate natural gas hydrometre
US20180328834A1 (en) Apparatus and method for determining the moisture of a sample
RU2395072C1 (en) Method of measuring gas release of materials in vacuum
RU72536U1 (en) VACUUM MICROWAVE INSTALLATION FOR LABORATORY RESEARCHES OF THE PROCESS OF FOOD DEWATERING
RU2505796C2 (en) Method of determination of porous permeable material mass conductivity
CN113702605B (en) Method for measuring migration rule of dry moisture of grains in warehouse

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171119