Анализ исследований по тематике измельчения древесных отходов
Автор: Власов Юрий Николаевич, Григорьев Игорь Владиславович, Куницкая Ольга Анатольевна, Хитров Егор Германович
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 1 т.17, 2020 года.
Бесплатный доступ
Согласно сведениям Федерального агентства лесного хозяйства, за 2018 г. в России объем вывозки древесины составил 238,58 млн скл. м3 древесины, что составляет более 167 млн пл. м3, таким образом, объем лесосечных отходов составил ориентировочно 62,6 млн пл. м3. Объем отходов лесопереработки составляет дополнительно более 47,1 млн пл. м3. Суммарный объем лесосечных отходов и отходов лесопереработки составляет свыше 110 млн пл. м3. Организация эффективной утилизации и переработки отходов лесозаготовительного производства представляет собой комплексную научную проблему. Одним из основных направлений ее решения является развитие производства экологически чистого биотоплива из древесных отходов. Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике относится к приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. В распространенных математических моделях измельчения древесных отходов, основанных на теории контактного взаимодействия Герца, важнейший параметр рабочего органа машины-измельчителя - угол заточки, учитывается косвенно. Кроме того, распространенные математические модели используют линеаризованную зависимость для контактной силы. Известны математические модели, основанные на энергетических законах измельчения, позволяющие проводить расчет энергозатрат на измельчение. Для дальнейшего их развития необходимы обширные лабораторные и производственные испытания по определению коэффициентов функций энергоемкости измельчения, значения которых зависят как от свойств сырья, так и от параметров рабочего органа измельчителя. Для управления временем измельчения, от которого зависит как производительность, так и энергоемкость подготовки сырья на стадии измельчения, пользуются кинетическими моделями измельчения. В науке о лесозаготовительном производстве модели кинетики измельчения рассматривались, в основном, как экспериментальные зависимости. В технике известны общие модели кинетики измельчения, основанные на интегро-дифференциальных уравнениях баланса фракций. Сложность их использования заключается в задании вероятностей разрушения и параметров эволюции распределительной функции по времени. При большом числе узких классов материала задача разбивается на серию подзадач, параллельное решение которых, в общем случае при произвольных функциях вероятности разрушения и времени ожидания, представляет собой отдельную трудоемкую задачу вычислительной математики.
Математическое моделирование, измельчение древесных отходов, энергетическая эффективность
Короткий адрес: https://sciup.org/147225683
IDR: 147225683 | УДК: 674.81 | DOI: 10.15393/j2.art.2020.5182
Analysis of research results on wood waste shredding
According to the Federal forestry Agency, the volume of wood export in Russia amounted to 238.58 million storage cubic meters of wood in 2018, which is more than 167 million dense cubic meters, so the volume of cutting waste was approximately 62.6 million dense cubic meters. The volume of wood processing waste is additionally more than 47.1 million dense cubic meters. The total volume of cutting and processing waste is more than 110 million dense cubic meters. The organization of efficient utilization and recycling of logging waste is a complex scientific problem. One of the main directions of its solution is the development of production of environmentally friendly biofuels from wood waste. The transition to environmentally friendly and resource-saving energy is one of the priority areas of the strategy for scientific and technological development of the Russian Federation. In common mathematical models of wood waste grinding based on the Hertz contact interaction theory, the most important parameter of the working body of the shredder machine - the sharpening angle - is taken into account indirectly. In addition, common mathematical models use a linearized relationship for the contact force. Mathematical models based on the energy laws of grinding allow calculating the energy consumption during the grinding process. For their further development, extensive laboratory and production tests are required to determine the coefficients of the grinding energy intensity functions, the values of which depend on both the properties of the raw material and the parameters of the working body of the shredder. Kinetic grinding models are used to control the grinding time, which affects both the productivity and energy consumption of raw material preparation at the grinding stage. In the science of logging, models of grinding kinetics were considered mainly as experimental dependencies. General models of grinding kinetics based on integro-differential equations of fraction balance are known. The complexity of their use lies in setting the probability of destruction and the parameters of the evolution of the distribution function over time. For a large number of narrow classes of material, the problem is divided into a series of subtasks, the parallel solution of which, in general, for arbitrary functions of the probability of failure and the waiting time, is a separate labor-intensive problem of computational mathematics.
Список литературы Анализ исследований по тематике измельчения древесных отходов
- Ефимова Е. В. Измельчение древесной коры на оборудовании с молотковыми рабочими органами: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб.: СПбГЛТУ, 2013. 19 с.
- Григорьев И. В., Шапиро В. Я., Гулько А. Е. Математическая модель групповой окорки лесоматериалов в окорочных барабанах // Научное обозрение. 2012. № 4. С. 154-171.
- Бастриков Д. В., Власов Ю. Н., Кучер С. В. Исследование энергоёмкости измельчения отходов окорки установкой с ножевым рабочим органом // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 1. С. 120-128.
- Бастриков Д. В., Куницкая О. А. Анализ исследований по повышению энергоэффективности измельчения отходов окорки // Resources and Technology. 2018. Т. 15, № 4. С. 1-30.
- Бастриков Д. В., Куницкая О. А., Григорьев М. Ф. Исследование процесса измельчения отходов окорки установкой с ножевым рабочим органом // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 3. С. 21-25.
- Мардер М. В. Опыт сжигания коры на целлюлозно-бумажных комбинатах. М., 1967. 159 с.
