Материал: 4804

21

Рис. 10. Расчетная схема расположения отверстий по толщине бруска

6.1. Определение коэффициента температуропроводности

a = C λρw , м2/с,

где λ – коэффициент теплопроводности поперек волокон с соответствующими поправками, (рис. 4);

λ = λном Кх Кρ = 0,35 1 0,87 = 0,3 Вт/м °С,

где С – удельная теплоемкость при средней температуре, С = 80 +2 18 = 49 °С по диаграмме,

6.3. Определение критерия Фурье для пластины толщиной S2 = 100 мм и времени на-

гревания 10, 20, 30, 40, 50 мин

F02 = 0,086, F03 = 0,129, F04 = 0,172, F05 = 0,215.

6.4. Находим по номограмме рис. 7 значения безразмерных температур пластин S1 и S2 их точек 1, 2, 3. Расчет сводим в табл. 5.

6.5. По данным табл. 5 построить графики измерения температуры нагрева бруса аналогично графикам на рис. 8 и 9.

Решение задачи по определению температуры заданной точки через определённые промежутки времени проводится по формулам:

t x = tc −θ (tc − tо) .

7. Нагревание древесины паром

Методика расчета нагревания древесины паром аналогична методике нагревания древесины водой.

23

8. 5. Определение температуры древесины графоаналитическим методом при нагревании воздухом

Используя исходные данные (порода, базисная плотность, размеры образца, температура пара, начальная температура и влажность древесины, безразмерные координаты заданных точек), рассчитать температуру в заданных точках. При относительной влажности среды выше φ > 0,9 расчет продолжительности нагревания древесины выполнить в форме табл. 4., приведенной в п. 6.

Процесс нагревания древесины воздухом при относительной его влажности менее φ < 0,85, характеризуется значением коэффициента теплообмена α < ∞. При этом в пограничном слое в виде элемента термического сопротивления возникает заметная разность температур, поэтому значение критерия Bi (Био) будет характеризоваться значением Bi < ∞. Критерий Bi определяет соотношение между теплообменом на поверхности тела и его теплопроводностью. В этом случае задача по определению температуры по заданному времени tx = f (τ; x) преобразуется в задачу

где α – коэффициента теплообмена, Вт/(м2 ·К).

Величина α зависит от характера нагреваемой поверхности и гидродинамики омывания её средой. При естественной конвекции воздуха у вертикаль-

где t – средняя разность температур между средой и телом, °С.

Для практического решения задачи значения коэффициента температуропроводности a, теплопроводности λ и критерия Фурье Fo определим по фор-

мулам (9, 11, 12, 13).

Определение безразмерной температуры воспользуемся номограммой

25

Д.В. Бурдина (рис. 11). На оси абсцисс нанесена шкала критерия (Fo), на оси ординат – безразмерная температура, а в поле диаграммы – критерий (Bi). Пунктиром показана линия для цилиндра, а точками – для шара при Bi =∞.

Результаты вычислений занести в табл. 6.

Таблица 6

По данным табл. 6 построить графики измерения температуры бруска аналогично графикам рис. 8 и 9.

Выводы

Выводы сделать на основе сравнения температурных кривых, полученных на основании расчета нагревания древесины водой, паром и воздухом. Указать в какой среде происходит более интенсивный прогрев древесины.