f_capitolul 4.pdf

7/25/2019 f_Capitolul 4.pdf

1/16

46

Capitolul 4.

Regimuri de uscare

4.1. Fazele procesului de uscareDupcum s-a artat n capitolul anterior, procesul de ndeprtare a apei

din lemn comportmai multe etape distincte n funcie de valoarea pnla carea sczut umiditatea din centrul / suprafaa piesei pnla un moment dat.

Pornind de la particularitile fiecrei etape a mecanismului dendeprtare a apei din lemn, procesul de uscare este mprit n mai multe faze,fiecare avnd un scop distinct, pentru ndeplinirea cruia parametrii aeruluitrebuie setai la anumite valori. Principalele faze ale procesului de uscare sunt:

- nclzirea lemnului i a apei din lemn;- uscarea propriu-zis;

- condiionarea;

- rcirea.

nclzirea iniial a lemnului are drept scop acomodarea treptat alemnuluicu mediul de uscare. n aceastfaz, temperatura este ridicatpnla ovaloare moderat(t1), corespunztoare primei trepte de uscare. Aceasta valoarevariaz n funcie de specie, de la 30C pentru speciile sensibile (ex: stejar) la

60C pentru speciile uor de uscat (ex: molid).Este important ca viteza de nclzire (creterea temperaturii n unitatea de

timp) sfie constanti snu depeasccca. 5C/h, pentru ca nclzirea sserealizeze uniform pe toat grosimea piesei, iar diferena ntre temperaturastraturilor superficiale i cea a straturilor inferioare s rmn relativ mic.ndeosebi lemnul ngheat trebuie nclzit foarte lent pn la atingereatemperaturii de 20C, altfel iau natere tensiuni interne mari n lemn.

Umiditatea relativ a aerului joac un rol deosebit de important naceast faz. Ea trebuie sating85 - 95% (corespunztoare unei umiditi de

echilibru Ue=18%), pentru a evita uscarea prematur a straturilor superficiale(defect numit cementarea suprafeei). Excepie de la aceast regul facspeciile de culoare deschis. Pentru a evita nchiderea culorii n zoneleinterioare, aceste sortimente trebuie uscate ct mai rapid sub punctul de saturaiea fibrei i de aceea, n acest caz, nclzirea se face frumezire.

La nceputul perioadei de nclzire, pnla atingerea temperaturii de 25-30C n camer, funcioneaz numai ventilatoarele i caloriferele. Abia dup


2/16

47

atingerea acestei temperaturi, se trece i la umezirea aerului, dup caz (lasortimentele preuscate mai repede, la cele cu umiditate iniialmare mai trziu ).

Trecerea la faza urmtoare a procesului, cea de uscare propriu-zis, seface numai n momentul atingerii valorilor impuse ambilor parametri de reglare.

Uscarea propriu-zis are drept scop reducerea controlat a umiditiilemnului de la valoarea iniial(Ui) pnla valoarea finaldorit(Uf). n cazuln care umiditatea iniial a lemnului Uieste deasupra punctului de saturaie afibrei i lemnul conine nc ap liber, aceast faz cuprinde dou etapedistincte:

- uscarea de la Uipnla aa-numita umiditate criticUcr;

- uscarea de la Ucrla Uf.

Umiditatea critic este un parametru specific proceselor de uscare.Valoarea ei este apropiat, dar totui distinct fade umiditatea de saturaie a

fibrei i depinde de specia lemnoas(vezi Tabelul 4.1).n prima etap a uscrii propriu-zise (Ui Ucr), parametrii aerului

trebuie s corespund unui regim blnd de uscare, pentru a evita acumulareaunor tensiuni interne mari n lemn. Din aceste considerente temperatura estemeninutconstant la valoarea atins n timpul perioadei de nclizre (t1), iarumiditatea relativeste cobortpuin i apoi meninutconstantla valoarea = 6090%, astfel nct umiditatea de echilibru sfie Ue1= 1318% (valorilede la limita inferioar corespund uscrii rinoaselor, iar cele de la limitasuperioar uscrii speciilor fragile). Acest regim trebuie meninut pn cnd

toate punctele de msurare a umiditii lemnului ating valoarea Ucr(dependentde specie vezi Tabelul 4.1).

n aceastetapfuncioneazcontinuu numai ventilatoarele. Caloriferele,evile de umezire i courile se deschid periodic, dupcaz, n funcie de reglrilenecesare pentru meninerea parametrilor impui (t1i Ue1).

ncepnd din momentul n care toate punctele de msurare a umiditiilemnului au atins valoarea Ucr, se poate trece la etapa urmtoare.

Astfel, n a doua etapa uscrii propriu-zise (Ucr Uf), temperaturaaerului este ridicat treptat la valoarea maxim admispentru specia respectiv

(t2). Concomitent, umiditatea aerului este sczutcontinuu pe msurce scadeumiditatea lemnului, astfel nct gradientul de uscare srmnconstant.

Gradientul de uscare (GU) este raportul ntre umiditatea lemnului la unmoment dat i umiditatea de echilibru n acel moment. Astfel, gradientul deuscare este un indicator al gradului de duritate a regimului de uscarea: cu ctvaloarea GU este mai mare cu att regimul este mai dur, astfel cvaloarea sadepinde n mare msur de specia lemnoas (Tabelul 4.1). tiind umiditatealemnului la un moment dat, din condiia ca gradientul de uscare sfie constant i


3/16

48

egal cu valoarea impus de specie, rezult valoarea la care trebuie reglatumiditatea de echilibru a mediului n acel moment, conform relaiei:

GU

UUe = [%] (4.1)

Pe msur ce umiditatea lemnului (U) scade, umiditatea de echilibru esterecalculatconform relaiei (4.1) i sczutn acelai ritm cu scderea umiditiilemnului. Astfel se menine diferena de potenial care constituie fora motrice andeprtrii apei din lemn.

n aceast etap funcioneaz ventilatoarele i caloriferele pn laatingerea temperaturii de regim. Clapetele din couri se deschid periodic, pentrua ajuta la scderea umiditii aerului, dar numai dupce s-a atins temperatura deregim, pentru cprin nclzire umiditatea aerului scade oricum.

Faza de uscare propriu-zisse consider ncheiat n momentul atingeriiumiditii finale dorite Uf.

Condiionarea are ca scop uniformizarea umiditii pe seciunea pieselori n cuprinsul arjei. Aceasta se realizeaz prin ridicarea umiditii straturilorsuperficiale, n timp ce straturile interioare continusse usuce datoritclduriiacumulate. Astfel, se reduce semnificativ diferena de umiditate pe grosimeapieselor.

Temperatura se coboarn timpul acestei faze treptat cu 10 - 15C fadet2, concomitant cu ridicarea umiditii de echilibru la o valoare egal cuumiditatea finalintit.

n aceast faz funcioneaz ventilatoarele i evile de umezire.Caloriferul este oprit, iar courile sunt nchise.

ncheierea acestei faze se poate stabili fie n funcie de cderea deumiditate pe seciune (se impune ca aceasta sajung la o anumitvaloare, deexemplu max. 5%), fie n funcie de timp.

Rcireaeste ultima faza procesului de uscare i are drept scop rcireatreptat a materialului n instalaie, nainte de evacuarea n mediul exterior cutemperatura mai sczut(te).

n aceastperioad, nclzirea i umezirea sunt oprite complet. Se deschidla maxim clapetele din courile de aerisire i cu ajutorul ventilatoarelor stiva estesplat cu aer proaspt (rece i uscat), n vederea reducerii temperaturiilemnului pnla cel puin 20C peste temperatura mediului exterior.


4/16

49

Tabelul 4.1

Valorile parametrilor de regim n funcie de specia lemnoas(dupTrbswetter 2006)

Grupa Specia t1,C Ue1,%

t2, C GU

lemnoas la U Ucr

Ucr,

% la U < Ucr

1 Molid, brad, cedru, pin 60 13 45 90 3,5

2 Arin, tei, plop, salcie 50 14 39 80 2,8

3 Castan, larice 50 15 37 80 2,5

4 Pr, cire, nuc, mesteacn 50 16 35 80 2,2

5 Fag 45 17 34 80 2,0

6 Carpen 40 15 30 75 2,0

7 Stejar 30 18 27 60(max7

0)

1,5

8 Specii la care se cerepstrarea culorii deschise (seintroduc n instalaie n stareverde):

paltin, frasin, fag etc.

45 13 32 60 2,5

4.2. Principiile elaborrii regimurilor de uscareRegimul de uscare este programul de aciune a parametrilor aerului asupra

lemnului, care asigurreducerea umiditii sale pnla valoarea finaldorit.

Elaborarea unui regim de uscare const n stabilirea valorilor celor doiparametri de reglare (temperatura i umiditatea de echilibru) pentru fiecare fazi etapa procesului n parte. Trecerea de la o fazla alta a procesului, respectivmodificarea parametrilor de regim se poate face n funcie de scderea umiditiilemnului sau n funcie de timp. Prima varianta este cea mai frecvent ntlnitn

practic, deoarece permite conducerea procesului n funcie de comportamentulindividual al fiecrei arje (urmrind ritmul de scdere a umiditii). A douavariant, n care timpul devine parametru de regim, iar umiditatea lemnului numai este luat n considerare, poate fi aplicat numai n cazul ntreprinderilorcare usuc cantiti mari de aceeai specie i au experien ndelungat nuscarea respectivului sortiment.


5/16

50

n continuare, se prezint principiile elaborrii regimurilor n funcie descderea umiditii. Regimul de uscare se prezint, de regul, sub formtabelar(Tabelul 4.2), avnd pe coloane: fazele procesului, umiditatea lemnului i ceitrei parametri de reglare (temperatura aerului, umiditatea de echilibru igradientul de uscare).

Tabelul 4.2

Tabel de regim

FazaUmiditatealemnului

U, %

Temperatura

t, C

Umiditatea deechilibru

Ue, %

Gradientulde uscare

GU

nclzireiniial

Ui -

Ui Ucr -

Ucr 25%25 20%

20 15%

Uscarepropriu- zis

15% Uf

Condiionare Uf -

Rcire Uf - -

n literatura de specialitate sunt prezentate diverse metode de ntocmire aregimurilor de uscare i fiecare productor de instalaii recomand regimurioptime pentru uscarea cherestelei n tipul de instalaie respectiv. Indiferent devariant, regimul de uscare are la bazo grupare a speciilor lemnoase n clase dedificultate fiecrei clase corespunzndu-i anumii parametri de uscare. Ceea cediferde la productor la productor sunt valorile acestor parametri. Standardulcare reglementeazmodul de elaborare a regimurilor pentru uscarea cheresteleila temperaturi sub 100C n ara noastreste STAS 10349/1- 87.

n lucrarea de fa se prezint un alt mod de alctuire a regimurilor deuscare a cherestelei (Trbswetter 2006), pe baza valorilor de referinprezentate

n Tabelul 4.1. Aceastmetod, mai recent dezvoltat, s-a dovedit eficient npractici regimurile alctuite pe baza ei sunt incluse n numeroase softuri alesistemelor de conducere i reglare automata proceselor de uscare.

Algoritmul de elaborare a regimurilor de uscare

Conform acestei metode, tabelul de regim (Tabelul 4.2) se completeaznurmtoarea succesiune:


6/16

51

1. Pentru perioada de nclzire iniial, n care umiditatea lemnului nuscade, ci se menine n jurul valorii iniiale (Ui), se adopturmtoarele valori aleparametrilor de reglare:

- temperatura se ia egal cu valoarea t1, corespunztoare speciei care seusuc(vezi Tabelul 4.1);

- umiditatea de echilibru se impune Ue 18% indiferent de specie(excepie fac speciile de culoare deschis, vezi grupa 8, din Tabelul 4.1), la carenu se efectueaz umezire, umiditatea aerului fiind determinat numai deintensitatea de evaporare a apei din lemn;

- gradientul de uscare nu are sens n aceastfaz.

2. Pentru perioada de uscare propriu-zis (etapa Ui Ucr), n careumiditatea critic se adopt n funcie de specie din Tabelul 4.1, se adopturmtoarele valori ale parametrilor de reglare:

- temperatura se menine constantla valoarea t1;

- umiditatea de echilibru se ia egalcu valoarea Ue1(din Tabelul 4.1);

- nici n aceastfazgradientul de uscare nu are sens.

3. Perioada de uscare propriu-zis (etapa U< Ucr) se mparte n maimulte trepte de umiditate pentru a putea controla ct mai bine scdereaumiditii. Prima treaptse considerde la Ucrpncnd umiditatea lemnuluiatinge valoarea 25%, a doua treapteste 2520%, a treia treapteste 2015%,iar ultima treapt, dacse dorete atingerea unei umiditi finale sub 15%, este

15%Uf. n toate aceste trepte:- temperatura se ridicla valoarea t2 (Tabelul 4.1) ncdin prima treapt

i se menine constantla aceastvaloare pe toate celelalte trepte;

- gradientul de uscare se adopt n funcie de specie (Tabelul 4.1) i seimpune ca valoare constantpe toate treptele de umiditate;

- umiditatea de echilibru se calculeaz pentru fiecare treapt cu relaia(4.1), n care U reprezint umiditatea medie pe treapta respectiv (ex: pentrutreapta 25 20%, U=22,5%).

4. Pentru perioada de condiionare, n care se consider c umiditatealemnului a atins deja umiditatea finaldorit, se adopturmtoarele valori aleparametrilor de reglare:

- temperatura se reduce cu 1015C fade t2;

- umiditatea de echilibru se ia egalcu valoarea Uf;

- gradientul de uscare nu are sens.


7/16

52

5. Pentru perioada de rcire, n care umiditatea lemnului se menine lavaloarea Ufa materialului, se mai regleaznumai temperatura aerului i anume:

- temperatura se las s scad pn la cca. 20C peste temperatura

mediului exterior.Observaii:

Valorile indicate n Tabelul 4.1. corespund unor regimuri blnde deuscare. Pentru a obine o calitate ct mai buna uscrii se recomandaplicarea unui astfel de regim pentru prima arj. n cazul unei uscrireuite, se poate ncerca aplicarea unui regim mai dur, dar n nici un caznu se va mri gradientul de uscare pentru a compensa o temperaturmai joas.

La grupele de specii 1 - 5, temperatura t1poate fi mrit cu 10C lasortimentele cu grosimi sub 40 mm.

De asemenea, la grupele de specii 1 5, gradientul de uscare GU netapa de scdere a umiditii sub 15% poate fi majorat de (1,52) oripentru a accelera procesul.

Exemplu rezolvat:Sse elaboreze regimul de uscare pentru cherestea de stejar,

grosimea s=40mm, umiditatea iniialUi= 50 %, umiditatea final

dorit Uf= 10 % .Rezolvare: Se vor parcurge etapele 1 - 5 descrise anterior. Toate

valorile determinate se trec ntr-un tabel de regim dup modelul

prezentat (Tabelul 4.2).

1. Se stabilesc parametrii perioadei de nclzire a lemnului:

- t = t1= 30C pentru stejar (din Tabelul 4.1);

- Ue= 18 %.

2. Se stabilesc parametrii perioadei de uscare propriu-zis pn laumiditatea critic(respectiv de la Ui=50% pnla Ucr = 27%):

- t = t1= 30C;

- Ue=Ue1=18 % (din Tabelul 4.1).

3. Se stabilesc parametrii perioadei de uscare propriu-zis la

scderea umiditii sub Ucr, pe trepte de umiditate:

- pentru U = 2725% avem: t2= 60C; GU = 1,5 (din


8/16

53

Tabelul 4.1) i Ue=51

26

,=

GU

U= 17,3 % (vezi relaia 4.1);

- pentru U = 2520% rmn: t2= 60C; GU = 1,5 i Ue=

1,5

22,5= 15%;

- pentru U=2015% rmn: t2 = 60C; GU = 1,5 i Ue =

1,5

17,5= 11,6%;

- pentru U=1510% rmn: t2 = 60C; GU = 1,5 i Ue =

1,5

12,5= 8,3%.

4. Se stabilesc parametrii perioadei de condiionare:

- t = t2- 10 = 60 - 10 = 50C;

- Ue= Uf= 10%.5. Se stabilesc parametrii perioadei de rcire, n funcie de

temperatura mediului exterior te(se va considera te= 10C):

- t = te+ 20 = 30C.

Rezultat:

Regim de uscare pentru cherestea de stejar, 40mm, Ui=50%, Uf=10%

FazaUmiditatealemnului

U, %

Temperatura

t, C

Umiditateade

echilibruUe, %

Gradientulde uscare

GU

nclzireiniial

50 30 18 -

50 27 30 18 -

27 25 60 17,3 1,5

25 20 60 15 1,5

20 15 60 11,6 1,5

Uscarepropriu- zis

15 10 60 8,3 1,5Condiionare 10 50 10 -

Rcire 10 30 - -

Sse elaboreze regimul de uscare pentru cherestea de molid,

grosimea s=48mm, umiditatea iniialUi = 80 %, umiditatea final

dorit Uf= 15 % .


9/16

54

4.3. Diagrama de uscareExpresia grafica unui regim de uscare poartdenumirea de diagramde

uscare. Astfel, diagrama de uscare prezint evoluia n timp, pe parcursulntregului proces de uscare, a principalilor parametri de regim: umiditatealemnului, temperatura aerului i umiditatea de echilibru.

Analiznd diagrama din Fig. 4.1 se observ c pe abscis are durata deuscare, divizatn cele patru faze:

- OA reprezintfaza de nclzire;

- AB reprezintuscarea propriu-zispnla umiditatea critic;

- BC reprezintuscarea propriu-zissub umiditatea critic;

- CD reprezintfaza de condiionare;

- DE reprezintfaza de rcire.

Evoluia normala celor trei parametri de regim pe parcursul acestor fazeeste reprezentatprin liniile de culoare verde (umiditatea lemnului numiticurbde uscare), roie (temperatura aerului) i galben(umiditatea de echilibru)i respectprincipiile enunate la punctul anterior. Astfel,

umiditatea lemnului rmne constant la valoarea Ui sau chiar crete puinfade aceasta pe parcursul fazei OA datoritumezirii abundente; din momentulA ea ncepe sscad, atingnd la momentul B valoarea Ucr, iar la momentul Cvaloarea Uf; din acest moment i pn la sfritul procesului, ea ramneconstantla valoarea Uf.

temperatura aerului crete pn la valoarea t1 pe parcursul perioadei OA,apoi se menine constant la aceast valoare pn la momentul B, cnd esteridicat la valoarea t2; se menine apoi constant la aceast valoare pn nmomentul C; n perioada CD ea scade cu cca. 10C fade t2, iar pe parcursulperioadei DE tinde sajungct mai aproape de temperatura mediului exterior(egalcu temperatura iniial, de la care a pornit n momentul O).

umiditatea de echilibrucrete pnla valoarea de 18% pe parcursul perioadeiOA, apoi scade puin pn la valoarea Ue1 i se menine constant la aceastvaloare pe parcursul perioadei AB; dupmomentul B ea este sczutcontinuu,astfel nct s se menin la distan fa de U, stimulnd astfel difuziunea i

eliminarea apei din lemn; n perioada CD ea urcla valoarea Ufi se menine laaceastvaloare i pe parcursul perioadei DE.

Diagrama de uscare nregistratla o arjde uscare aratdacprocesuls-a desfurat corect. Orice abatere a profilului curbelor de uscare de la celteoretic indic posibile erori de funcionare a elementelor de msurare saureglare, care pot constitui cauzele unor defecte de uscare. Prin urmare, diagrama


10/16

55

de uscare este principalul document de evidena uscrii i constituie totodatun instrument util pentru optimizarea procesului.

Fig. 4.1. Diagrama de uscare.

4.4. Estimarea duratei de uscareLa regimurile elaborate n funcie de scderea umiditii (vezi modelul

prezentat la punctul anterior), trecerea de la o faz la alta este condiionat ngeneral de atingerea valorilor prevzute ale parametrilor aerului, i nu de timp.

n aceastsituaie, timpul nu este un parametru de regim, dar chiar i nacest caz este util sse aproximeze durata preconizata fiecrei faze, urmnd cadurata realsfie dictatde comportamentul individual al fiecrei arje n parte.De asemenea, calculul duratei de uscare este necesar n vederea estimriicapacitii anuale de uscare a unei instalaii.

Corespunztor celor patru faze ale procesului prezentate la punctulanterior, durata totalde uscare se compune din:

- durata perioadei de nclzire,D1;

- durata perioadei de uscare propriu-zis,D2;

- durata perioadei de condiionare,D3;

- durata perioadei de rcire,D4.

Valorile oobinute prin calcul se rotunjesc, de regul n sus, la valoareantreagcea mai apropiat.

n continuare se prezintmodul de calcul al fiecrei durate n parte.

Durata perioadei de nclzire, D1 depinde de suprafaa instalaiei denclzire i de parametrii agentului termic. n general, se poate considera:

D1= 1 or/cm grosime pentru rinoase i foioase moi;

D1= 1,5 ore/cm grosime pentru foioase tari.


11/16

56

Exemple:Durata de nclzire pentru o arj de cherestea de pin cu

grosime de 48mm este: D1= 1h/cm x 4,8cm = 4,8h 5h.

Durata de nclzire pentru o arj de cherestea de fag cu

grosime de 50mm este: D1= 1,5h/cm x 5cm = 7,5h 8h.

Durata perioadei de uscare propriu-zis, D2depinde de o multitudinede factori, cum ar fi:

- specia (densitatea) lemnului;

- umiditatea iniiali finala lemnului;

- grosime i form(grad de tivire);

- temperatura i gradientul de uscare;

- viteza aerului;- regimul de funcionare al instalaiei de nclzire (h/zi);

- calitatea dorit;

- starea instalaiei .a.

Pentru a lua n considerare toate aceste influene, calculul duratei D2 seface pornind de la o duratde bazD2b(dupF. Kollmann):

D2b= lnf

i

U

U [ h ] (4.2)

care apoi este corectatcu factorii f1. f7, conform relaiei:

D2= D2b f1f2f3. f7 [ h ] (4.3)

n care: f1este factor de corecie n funcie de specie (Tabelul 4.3 );

f2- factor de corecie n funcie de grosimea cherestelei (s):

f2=n

25

s (4.4)

n care:sreprezintgrosimea cherestelei, n mm in = 1 pentrus25mm; n = 1,5 pentrus=2660mm;

n = 1,75 pentrus=61100mm; n= 2 pentrus> 100mm.


12/16

57

Tabelul 4.3

Valorile factorului de corecie a duratei n funcie de specie

Specia f1

Rinoase cu densitate < 500kg/m3

(brad, molid, pin)

19

Rinoase cu densitate 500kg/m3(larice)

26

Foioase moi cu densitate 450 kg/m3(plop, arin, tei, salcie)

20

Foioase tari de densitate medie450650kg/m3(fag, stejar, frasin, paltin, castan, cire,nuc, ulm)

30

Foioase tari de densitate mare > 650kg/m3(salcm, carpen)

40

f3- factor de corecie n funcie de form:

f3= 1,0 pentru cherestea tivit;

f3= 1,2 pentru cherestea semitivit

f3= 1,3 pentru cherestea netivit;

f3= 0,70,9 pentru semifabricate.

f4- factor de corecie n funcie de temperatura de regim (t):

f4=51,

t

t-150 ( 4.5 )

f5- factor de corecie n funcie de gradientul de uscare (GU):

f5=

GU

3,0 ( 4.6 )

f6- factor de corecie n funcie de viteza aerului (v):

f6= 1,2 pentru v= 1 m/s;





13/16

58

f7 - factor de corecie n funcie de regimul de funcionare alinstalaiei de nclzire (Rf):

f7= 1,0 pentru Rf= 24 h/zi;

f7= 1,17 pentru Rf= 16 h/zi;

f7= 1,33 pentru Rf= 8 h/zi.

Corespunztor celor douetape ale uscrii propriu-zise (la U Ucri la U< Ucr), durataD2are doucomponente:

D2.1- durata uscrii propriu-zise la U Ucr;

D2.2- durata uscrii propriu-zise la U < Ucr.

Cele doucomponente se calculeazconform relaiilor:

D2.1= lncr

i

U

Uf1f2f3f4f6f7 [ h ] (4.7)

D2.2= lnf

cr

U

Uf1f2f3f4f5f6f7 [ h ] (4.8)

Observaii:

1. Coeficientul f4,care depinde de temperatura de regim, se calculeazlaD2.1cu valoarea t1, iar laD2.2cu valoarea t2, respectiv:

f4=

51,

1

1t

t-150 f4=

51,

2

2t

t-150

2. La calculul luiD2.1coeficientul f5nu se ia n considerare (pentru claumiditi peste umiditatea critic gradientul de uscare este o mrimefictiv).

Durata uscrii propriu-zise se obine prin nsumarea celor doucomponente:

D2= D2.1+ D2.2 [ h ] ( 4.9)

Durata perioadei de condiionare,D3se consider:

D30,1 D2 [ h ] (4.10)

Hotrtoare la stabilirea acestei durate este calitatea (uniformitateaumiditii finale) dorit.


14/16

59

Durata perioadei de rcire,D4 se consider:

D4= D1 [ h ] (4.11)

Durata totala procesului de uscare, Dt rezultprin nsumarea celorpatru componente:

Dt= D1+ D2+ D3+ D4 [ h ] (4.12)

Exemplu rezolvat:Sse calculeze durata de uscare a unei arje de cherestea de

stejar netivit, grosimea s=40mm, umiditatea iniial Ui = 50 %,

umiditatea final dorit Uf= 10 % .

Rezolvare:

1. Se determin durata perioadei de nclzire: pentru foioase,

grosime 40mm rezult: D1= 1,5 x 4 = 6h.2. Se determindurata D2.1a uscrii propriu-zise la UUcr, (relaia4.7):

D2.1= lncr

i

U

Uf1f2f3f4f6f7 = ln

cr

i

U

Uf1

51

25

,s

f3

51

1

1150,

t

t

f6f7 = ln5151

30

3015031

25

4030

,,

,

27

5011 = 388 h.

S - au considerat:

- Ucr= 27 % (din Tabelul 4.1, pentru stejar);

- f1= 30 (din Tabelul 4.3, pentru stejar);

- f3= 1,3 pentru cherestea netivit;

- t1= 30 C (din Tabelul 4.1, pentru stejar);

- v = 2 m/s f6=1;

- Rf= 24 h/zi f7=1.

3. Se determindurata D2.2, a uscrii propriu-zise la U


15/16

60

S - au mai considerat:

- t2= 60 C (din Tabelul 4.1, pentru stejar);

-GU = 1,5 (din Tabelul 4.1, pentru stejar).

4. Se calculeazdurata uscrii propriu-zise, D2(relaia 4.9 ):D2= D2.1+D2.2= 388 + 282 = 670 h.

5. Se calculeazdurata perioadei de condiionare, D3( relaia 4.10):

D30,1 670 = 67 h.

6. Se calculeazdurata perioadei de rcire, D4( relaia 4.11): D4=

D1= 6h.

7. Se calculeaz durata total a procesului de uscare Dt ( relaia4.12):

Dt= D1+ D2+ D3+ D4 = 6 + 670 + 67 + 6 = 749 h (aprox. 31zile).

Sse calculeze durata de uscare pentru o arjde cherestea

tivitde molid, grosimea s=48mm, umiditatea iniialUi= 80 %,

umiditatea final dorit Uf= 15 % .

4.4. Rezumat Fazele procesului de uscare a cherestelei sunt: nclzirea iniial,

uscarea propriu-zis, condiionarea i rcirea. Faza de nclzire iniial are drept scop acomodarea treptat alemnului cu mediul de uscare.

Uscarea propriu-zisare drept scop reducerea treptati controlata umiditii lemnului.

Faza de condiionare are drept scop detensionarea lemnului prinreducerea diferenei de umiditate pe grosimea piesei.

Faza de rcire are drept scop reducerea treptat a temperaturiilemnului inainte de evacuarea din instalaie.

Regimul de uscare este programul de aciune a parametrilor aeruluiasupra lemnului, n vederea reducerii treptate a umiditii acestuia.

Parametrii unui regim de uscare sunt: umiditatea lemnului (caparametru de referin), temperatura aerului i umiditatea deechilibru (ca parametri msurabili i reglabili) i gradientul de uscare(ca mrime de reglare n faza de uscare propriu-zisla U


16/16

61

Gradientul de uscare este raportul ntre umiditatea lemnului la unmoment dat i umiditatea de echilibru n acel moment. Elcaracterizeazgradul de duritate al regimului.

4.5. Test de evaluare a cunotinelor1. Sse elaboreze regimul de uscare pentru cherestea de tei, grosimeas=25mm, umiditatea iniialUi=80%, umiditatea final dorit Uf=10%.

2. S se analizeze regimul de uscare de mai jos i s se stabileascgreelile, repercusiunile asupra duratei de uscare, precum i posibileledefecte de uscare pe care le poate genera:

Regim de uscare pentru cherestea de larice, 48mm, Ui=50%, Uf=10%

Perioada U, % t, C Ue, % GU

Inclzireiniial

50 50 15 -

5030 55 15 -

3025 55 14 2,5

2520 80 12 2,5

2015 80 10 2,5

Uscarepropriu-zis

1510 85 3 4

Condiionare 10 70 10 -Rcire 10 30 - -

3. Corectai regimul prezentat mai sus i precizai pentru fiecare faza procesului nu numai umiditatea de echilibru, ci i umiditatearelativ a aerului (). Utilizai n acest scop diagrama prezentat nFig. 1.4.

4. Sse calculeze durata de uscare pentru cherestea de fag netivit, cugrosimea de 60mm, umiditate finalUf=10% n doucondiii: de lastare verde (U

i1=60%) i de la stare zvntat(U

i2=30%).

NOT:

Soluiile exerciiilor tip To Do i ale testului de evaluare sunt indicate la

sfritul cursului, n Anexa 2.

f_capitolul 4.pdf

Documents