47.1. Влияние циркуляции воздуха в камерном процессе на равномерность просыхания материала
По мере перемещения воздуха внутрь штабеля материала и испарения из него влаги температура воздуха и его психрометрическая разность уменьшаются, что замедляет испарение влаги. В результате интенсивность сушки материала по пути движения воздуха в разных зонах штабеля неодинаковая.
На рис. 83 нанесены кривые сушки материала, находящегося в зоне А вступления воздуха в штабель и зоне В выхода его из штабеля. Материал начал просыхать только с момента, определяемого точкой 3 на верхней кривой сушки. Процесс характеризуется кривой сушки В, которая показывает отставание просыхания материала на величину горизонтального отрезка между кривыми А и В. В начале сушки это отставание рав-нялось отрезку времени 1—3, затем 2—4, а в конце 5—6. Таким образом, процесс сушки удлиняется и, кроме того, материал просыхает неравномерно из-за разности влажностей древесины, отсчитываемой по ординатам точек б и 7. Чем больше скорость воздуха по материалу и короче его путь в штабеле, тем равномернее просыхает древесина. Рис. 83 характеризует камерный и туннельный процессы сушки.Рассмотрим закономерности просыхания пиломатериалов в штабеле при поперечном омывании его воздухом, применительно к камерному процессу. На рис. 84, а показаны температурные кривые t1, t2 и t3 воздуха в штабеле по ширине в в различные моменты камерной сушки τ1, τ2 и τ3 в стадии регулярного режима. Соответствующее изменение влажности материала изображено на рис. 84, б кривыми ω(х, τ) с обратной их кривизной по сравнению с линиями t(x,τ).
Приняв, что скорость сушки материала по пути движения воздуха пропорциональна величине избыточной влажности древесины ω—ωр и в узком диапазоне скоростей воздуха обратно пропорциональна параметру, показывающему количество воздуха, подаваемого к материалу, т. е. подводимого тепла и уносимой влаги, получим:
где х — расстояние от точки вступления воздуха в штабель; а — коэффициент; ωм— максимальная влажность древесины у места выхода воздуха из штабеля (рис. 84, в); ω — текущая влажность древесины по ширине штабеля соответственно координате х. При ωм-ω = 0 будет-dω/dx=a/v. Разделив переменные, получим интегральное выражение
В результате интегрирования
где постоянная интегрирования С определится из условия х=в, когда ω=ωм, поэтому С=в, т. е. ширине штабеля в.
Таким образом, для закономерной неравномерности влажности древесины получим