Представлен краткий обзор публикаций, в которых рассмотрено применение численных методов к моделированию окорки круглых лесоматериалов, измельчения на щепу и фракционирования щепы. Применение методов численного моделирования позволяет обосновать некоторые рекомендации по уменьшению древесных отходов в производстве щепы.
окорка древесины, щепа, рациональное использование ресурсов, численное моделирование.
УДК 51-74 : 674.02
О МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЩЕПЫ
ABOUT MODELING OF TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN ORDER TO DECREASE WASTE IN WOOD CHIPS PRODUCTION
Горбачева Н.А., аспирантка
ФГБОУ ВПО «Петрозаводский государственный университет»
г. Петрозаводск, Россия
2003bk@bk.ru
DOI: 10.12737/16277
Аннотация: Представлен краткий обзор публикаций, в которых рассмотрено применение численных методов к моделированию окорки круглых лесоматериалов, измельчения на щепу и фракционирования щепы. Применение методов численного моделирования позволяет обосновать некоторые рекомендации по уменьшению древесных отходов в производстве щепы.
Summary: A brief review of the applications of numerical methods to modeling the debarking of roundwood, chipping and screening of wood чипс is given. Application of numerical simulation allows confirm some of the recommendations to DECREASE wood waste in the manufacture of chips.
Ключевые слова: окорка древесины, щепа, рациональное использование ресурсов, численное моделирование.
Keywords: debarking wood, debarking waste, grinding, rheology model.
Необходимым звеном в подготовке круглых лесоматериалов к их дальнейшему использованию в производстве щепы является очистка от коры. Для обоснования рекомендаций по совершенствованию технологии окорки необходимы теоретические и экспериментальные исследования. По условиям технической возможности и экономической целесообразности физические и производственные эксперименты в данной области не всегда возможны. Поэтому в настоящее время для обоснования названных рекомендаций применяют численное моделирование. Обзоры исследований в данной области приведены, например, в работах [1 – 3]. Окорка балансов в корообдирочных барабанах происходит за счет разрушения коры при вращении балансов и их соударениях друг с другом и с внутренней поверхностью барабана. В работе [4] массив балансов в барабане разделен на три условных слоя: нижний, средний и верхний. По результатам численного решения модельных задач в [4] установлено, что в нижнем слое балансы испытывают наиболее интенсивное механическое воздействие. С увеличением степени заполнения сила соударений балансов в среднем и верхнем уменьшается и может оказаться недостаточной для разрушения коры (Рисунок 1).
1. Обзор исследований окорки древесины / Ю.В. Никонова, М.И. Раковская, Н.А. Доспехова, М.И. Зайцева // Resources and Technology. - 2014. - Т. 11. № 1. - С. 11-49.
2. Григорьев, И.В. Математическая модель групповой окорки лесоматериалов в окорочных барабанах / И.В. Григорьев, В.Я. Шапиро, А.Е. Гулько // Научное обозрение. - 2012. - № 4. - С. 154-172.
3. Моделирование технологического процесса очистки древесины в корообдирочном барабане с применением метода дискретных элементов / И.Р. Шегельман, Г.Н. Колесников, А.С. Васильев, Ю.В. Никонова // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2008. № 184. С. 172-179.
4. Никонова, Ю.В. Обоснование конструктивно-технологических параметров корообдирочных барабанов с применением численного моделирования динамического взаимодействия балансов : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.21.01 / Никонова Юлия Васильевна. - Петрозаводск, 2009. - 19 с.
5. Колесников, Г.Н. Закономерности соударений и качество очистки балансов неодинакового диаметра в корообдирочном барабане / Г.Н. Колесников, Н.А. Доспехова // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10-15. - С. 3328-3331.
6. Технологические решения для реализации потенциала ресурсосбережения при переработке круглых лесоматериалов на щепу / С.Б. Васильев, Л.А. Девятникова, Г.Н. Колесников, И.В. Симонова // Петрозаводск. - 2013. - 92 с.
7. Васильев, С.Б. Модуль рольганга с технологической функцией интенсификации выделения короткомеров из потока балансов / С.Б. Васильев, Н.А. Доспехова, Г.Н. Колесников // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. - 2013. - № 9. - С. 145-149.
8. Уточненная модель влияния длины баланса, измельчаемого в дисковой рубительной машине, на размеры частиц древесной щепы / Г.Н. Колесников, Л.А. Девятникова, Н.А. Доспехова, С.Б. Васильев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - № 105. - С. 413-425.
9. Васильев, С.Б. О Влиянии характеристик загрузочного устройства рубительной машины и измельчаемого баланса на качество щепы / С.Б. Васильев, Г.Н. Колесников // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 8-5. С. 973-974.
10. Фетяев, А.Н. Об имитационной модели процесса измельчения порубочных остатков / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - № 2. - С. 291-294.
11. Колесников, Г.Н. Математическая модель технологического процесса фракционирования полидисперсного сыпучего материала методом рассева на установках с ярусной компоновкой сит / Г.Н. Колесников, С.Б. Васильев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2012. № 3. С. 42-49.
12. Гаврилов, Т.А. О ресурсосберегающих технологиях экологически безопасной утилизации древесной коры / Т.А. Гаврилов, Л.С. Паталайнен, Г.Н. Колесников // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - №7 (39). - С. 59-64.
