Применение СВЧ-излучения для технологической сушки дерева и пилометериалов
Аннотация
В статье рассмотрены различные методы сушки древесины. Проводится сравнение индукционного, инфракрасного и микроволнового нагрева. Индукционный нагрев рассматривается как нагрев токопроводящих тел за счет возбуждения в них электрических токов переменным электромагнитным полем, а инфракрасный нагрев как нагрев материалов электромагнитным излучением с длиной волны 2 мм – 760 нм. Микроволновой нагрев рассматривается как наиболее оптимальный способ сушки древесины. Он основан на проникновении в материал электромагнитной энергии и преобразовании ее в тепловую. Цель статьи заключается в определении оптимальных параметров электромагнитного излучения для сушки древесины. При микроволновом нагреве распределение температур в нагреваемом материале таково, что градиенты температуры, давления, концентрации влаги направлены в одну сторону от центра к периферии, что ускоряет сушку древесины. Приведены уравнения для расчета расхода жидкости через капилляр древесины. Показана зависимость теплоты, выделяемой в древесине под воздействием электромагнитного поля, от частоты поля, напряженности поля и от диэлектрических параметров древесины. Уточнены параметры СВЧ-излучения для оптимизации процесса сушки древесных плит и пиломатериалов. Качество сушки улучшается за счет того, что нагрев высушенных участков автоматически прекращается. Нагрев продолжается лишь там, где еще сохранилась повышенная влажность. Учтены электрофизические параметры сушки древесины в достаточно широком диапазоне частот. Диэлектрические свойства древесины рассматриваются через диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь. Рекомендованы частоты СВЧ облучения для различных значений параметров штабеля древесины. Менять частоты произвольно для оптимизации процесса сушки древесины не представляется возможным, поэтому разработчики могут варьировать технологическими параметрами штабеля древесины или пило- материалов и параметрами камеры для сушки древесины. Показана возможность с высокой скоростью подвести и выделить в единице объема древесины мощность, не доступную ни одному из традиционных способов подвода энергии. Показано применение бесконтактного избирательного нагрева. Обоснованы пути повышения эффективности сушки древесины в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.
