авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Рациональное использование древесины дуба с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких температур

На правах рукописи

Краснова Валентина Феликсовна РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА С КОЛЬЦЕВЫМИ ПОРАЖЕНИЯМИ ИЗ-ЗА ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР 05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Архангельск – 2011 2

Работа выполнена в Марийском государственном техническом университете Научный руководи- доктор технических наук, тель: заслуженный деятель науки республики Марий Эл, профессор Торопов Александр Степанович Официальные оп- доктор технических наук, поненты: профессор Рыбин Борис Матвеевич кандидат технических наук Парфенов Сергей Альберто вич Ведущая организа- ГУП ЧР «Чувашский ция: лесхоз» Министерства природных ресурсов и экологии Чувашской Республики (428903, Чувашская Республика, г. Чебоксары, ул.

Дубравная, 5)

Защита состоится 02 марта 2011 г. в 13 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.008.01 при Северном (Арктическом) федеральном университете (наб. Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1228).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке С(А)ФУ

Автореферат разослан января 2011 года

Ученый секретарь диссертационного А.Е. Земцов совета ский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На протяжении последних 30 лет в результате воздействия комплекса неблагоприятных природных и антропогенных факторов наблюдается про грессирующая деградация и массовое отмирание дубрав по всему ареалу их произра стания, включая, и республику Чувашия. В дубовом низкокачественном сырье прева лирующим пороком является внутренняя заболонь (кольцевое поражение), располо женная в ядровой древесине. Антропогенные дубравы Чувашской Республики харак теризуются большой фаутностью древостоев. Из существующих грибных поражений большую часть (45,1 – 75,0%) составляет гниль внутренней заболони дубовой древе сины, связанной с воздействием морозов 1978/79 гг. По этой причине древесина пере водится в разряд неликвидной. Широкое и разнообразное применение древесины дуба и сравнительно небольшие её запасы, длительный срок воспроизводства требуют ра ционального использования этой ценной породы.

Существующие технологии заготовки и переработки древесины дуба с кольце выми поражениями из-за воздействия низких температур не позволяют рационально её использовать. Необходимо проектирование и внедрение специализированных техноло гий по переработке древесины дуба, имеющей данный порок, способствующих макси мальному выходу качественной пилопродукции.

Таким образом, в первую очередь, представляется актуальной решение задачи рационального использования древесины дуба с кольцевыми поражениями из-за воз действия низких температур.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разра ботка и обоснование технологии переработки древесины дуба с кольцевыми пораже ниями из-за воздействия низких температур.

В соответствии с этим установлены следующие основные задачи исследований:

1) определение параметров пораженности древесины дуба с кольцевыми пора жениями из-за воздействия низких температур;

2) разработка математической модели определения объемного выхода пилопро дукции из древесины дуба с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких тем ператур.

3) определение влияния основных факторов на величину выхода пилопродукции из круглых лесоматериалов с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких тем ператур.

4) проведение опытных распиловок дубовых лесоматериалов с кольцевыми пора жениями из-за воздействия низких температур на пилопродукцию.

Предмет и методы исследований. Предмет исследований – способ раскроя ду бовых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения из-за воздействия низких тем ператур на пилопродукцию.

В диссертационной работе были использованы аллометрический метод и матема тические модели для описания образующей дубовых лесоматериалов и кольцевого по ражения из-за воздействия низких температур. В процессе обработки эксперименталь ных данных применялись методы математической статистики и стандартные програм мы на ЭВМ.

Научная новизна. Установлены закономерности изменения диаметров кольцево го поражения, вызванного воздействием низких температур, по длине лесоматериала.

Разработаны: новый способ раскроя круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения, (патент РФ № 2392111);

математическая модель определения выхода пи лопродукции из круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения из-за воз действия низких температур.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1) закономерности изменения диаметров кольцевого поражения, вызванного воз действием низких температур, по длине лесоматериала;

2) способ раскроя круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения на пилопродукцию;

3) математическая модель определения выхода пилопродукции из круглых лесо материалов, имеющих кольцевые поражения из-за воздействия низких температур.

4) результаты экспериментальных исследований выхода пилопродукции из дубо вых лесоматериалов с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких температур.

Достоверность выводов и результатов исследований. Адекватность математи ческих моделей, полученных в работе, проверена и подтверждена F-критерием Фише ра. Предлагаемый способ раскроя дубовых лесоматериалов с кольцевыми поражения ми из-за воздействия низких температур на пилопродукцию апробирован на практике в производственных условиях.



Практическая значимость. Разработанная математическая модель определения выхода пилопродукции из круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения из-за воздействия низких температур, используется при планировании расхода сырья.

В настоящее время математическая модель используется в учебном процессе при изу чении дисциплины «Оптимальный раскрой и прогнозирование выхода продукции де ревообрабатывающих производств». Предлагаемый способ раскроя круглых лесомате риалов реализуется на Мариинско-Посадском производственном участке ГУП ЧР «Чу вашский лесхоз».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития» (Брянск, 2008), в совещании семинаре «Повышение устойчивости и продуктивности дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в европейской части России» (Казань, 2005), научно-практической конференции, посвященная 75-летию со дня рождения доктора с.-х наук И.А. Алексеева (Йошкар-Ола, 2003), научно-технических конференциях Мар ГТУ в 2006-2010г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 10 статьях. Получе но 2 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 разделов, выво ды и рекомендации, список литературы и приложения. Объем работы: основного тек ста – 109 с., иллюстраций – 18, таблиц – 14, список литературы – 133 наименования, приложений – 16 (81 с.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулиро ваны цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость и основ ные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор и анализ работ, посвященных исследованию по раженности древесины внутренней заболонью, кольцевой гнилью, радионуклидами и раскрою ее на пилопродукцию.

Исследованиями поражённости древесины внутренней заболонью и возникающей впоследствии гнилью внутренней заболони в разное время занимались Г.С. Азаров, И.А. Алексеев, А.Т. Вакин, С.И. Ванин, Н.А. Голосов, Л.Б. Гранатов, В.В. Миллер, М.М. Михайлов, О.И. Полубояринов, И.П. Пряхин, Ф.А. Соловьёв и др.





Многочисленные исследования, проведенные этими учеными, свидетельствуют о высокой степени пораженности древостоев дуба внутренней заболонью и возникаю щей впоследствии кольцевой гнилью.

Сырьевые ресурсы дубовых лесов в Приволжском федеральном округе занимают значительную площадь – 632,2 тыс. га. На данных площадях имеется значительный за пас приспевающих (36,63 млн. м3) и спелых и перестойных насаждений (55,56 млн.

м3).

Производственники предпочитают использовать дорогое привозное сырье из юж ных районов нашей страны, что увеличивает затраты на транспортные расходы, а это влечет за собой существенное повышение стоимости готовой продукции.

На основании анализа работ в области исследований пораженности древесины дуба внутренней заболонью и кольцевой гнилью можно сделать вывод о необходимо сти рационального использования дубового сырья.

По вопросу рационального раскроя низкокачественной древесины работали сле дующие ученые: А.Е. Алексеев, Э.В. Алексеева, И.А. Айзенберг, М.Г. Анапольский, И.Л. Белозеров, В.И Белько, В.Ф. Ветшева, В.И. Гриб, К.В. Демченко, В.Ф. Домниц кий, Б.М. Заливко, Н.Ф. Кварая, Г.И. Кондратова, К.А. Лонн, Л.Н. Малыгин, И.С. Мат веева, В.М. Меркелов, О.А. Мищенко, В.С. Петровский, В.Е. Печенкин, С. Н. Рыку нин, А.Н. Сухих, Г.Г. Титков, А.С. Торопов, Л.П. Тютикова, В.Г. Уласовец, А.Е. Феок тистов, В.Н. Хлебодаров, Е.И. Хоменко, У.Э. Яунсилс и др.

Вопрос о применении рациональных методов раскроя тонкомерного сырья, сырья с дефектами формы ствола и сырья с ядровой гнилью достаточно исследован.

По данным исследователей сырьё со стволовой и смешанной гнилью перерабаты вать на пилопродукцию нерационально из-за низкого содержания здоровой древесины в нем (20-30 %). Но в данных исследованиях не рассматриваются способы раскроя для кольцевого поражения древесины из-за воздействия низких температур (внутренняя заболонь, и возникающая впоследствии кольцевая гниль).

Существующие способы раскроя круглых лесоматериалов, имеющих поражение в виде радионуклидов можно применить для раскроя круглых лесоматериалов, имею щих периферийное кольцевое поражение.

Анализ литературных источников позволяет сделать вывод о недостаточной изу ченности процессов раскроя древесины, имеющей кольцевые поражения в виде внут ренней заболони из-за воздействия низких температур.

Предлагаемый способ получения пилопродукции из круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения (рисунок 1) включает раскрой лесоматериала на сек торы в продольном направлении, деление секторов на части, отделение пораженных частей параллельно образующей лесоматериала, раскрой периферийных частей секто ров на пиломатериалы, разворот и скрепление сердцевинных частей секторов и от дельно боковых частей секторов в пилопродукцию.

Становится необходимым проведение теоретических и экспериментальных ис следований выхода пилопродукции при раскрое круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения из-за воздействия низких температур.

Рисунок 1 – Раскрой круглого лесоматериала с кольцевым поражением на пилопродукцию Во второй главе разработана математическая модель определения выхода пило продукции при раскрое пиловочника с кольцевым поражением.

Форма образующей пиловочника и кольцевого поражения описываются алломет рическими уравнениями, в основе которых заложен известный закон относительного роста древостоя.

d d 0 a1l b1, d вк d вк 0 a2 l b2, d нк d нк 0 a3l b3, где d, d вк, d нк – соответственно диаметр пиловочника без коры и диаметры внутреннего и наружного слоя кольцевого поражения в произвольном сечении, м;

d 0, d вк 0, d нк0 – со ответственно диаметр пиловочника без коры и диаметры кольцевого поражения в ком ле, м;

a1, a2, a3 – константы начального состояния;

l – расстояние от комля до произ вольного сечения, м;

b1, b2, b3 – константы равновесия, передающие темп изменения диаметра относительно l.

Ширина кольца внутренней заболони в произвольном сечении равна:

d нк d вк.

hвз Способ раскроя круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения смежных годичных слоев, по новому способу предполагает раскрой круглых лесома териалов на секторы в продольном направлении. Количество секторов может быть от до 8. Каждый полученный сектор, в свою очередь делится на сердцевинную часть, по ражённую часть и периферийную часть сектора, которая в дальнейшем делится на пи ломатериалы и боковые части (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема раскроя круглого лесоматериала, имеющего кольцевые поражения смежных годичных слоёв Объем пилопродукции, получаемый из круглых лесоматериалов с кольцевым поражением:

Vп / п VI V II V III VIV, где VI - объем пиломатериалов, получаемых из секторов после удаления кольцевого поражения;

VII - объем пилопродукции, содержащей кольцевое поражение;

VIII объем пилопродукции из сердцевинной части секторов;

VIV - объем пилопродукции из боковых частей секторов.

Объем пиломатериалов, получаемых из секторов после удаления кольцевого по ражения:

при четном числе пиломатериалов из сектора k VI 2 N ti hi li, i при нечетном числе пиломатериалов из сектора k VI N (t i hi li 2 ti hi li ), i где N - число секторов;

ti, hi, li - соответственно толщина, ширина и длина i-го пило материала, k - число пиломатериалов из одного сектора.

Число пиломатериалов из одного сектора при условии равной их толщины опре деляется по формуле:

d нк 0tg 2 p 2, k ti yti p где - угол сектора;

р2 – ширина пропила при распиловке периферийных частей сек торов на пиломатериалы;

yti – усушка по толщине i-го пиломатериала.

Если толщина пиломатериалов разная, то при определении ширины пиломате риала нужно следить, чтобы линейный расход на него не превышал оставшуюся про пиленную пласть периферийной части сектора, т.е. выполнялось условие:

i, для четного постава p2 2 t1 yt1 2 ti yti p ti yti d нк0tg 2 i i.

для нечетного постава t1 yt1 2 t i yti p t i yti d нк 0 tg 2 i Ширина i-го пиломатериала в произвольном поперечном сечении по внутренней пласти 1 2 d 4 gвi d вк cos p1 2H p2, hi 2 по наружной пласти 1 2 d 4 g нi d вк cos p1 2H p2, hi 2 где g вi, g нi - соответственно расстояние от оси круглого лесоматериала до внутренней и наружной пластей i-го пиломатериала;

р1 – ширина пропила при распиловке круглого лесоматериала на секторы.

Объем пилопродукции, содержащий кольцевое поражение:

VII B1 B2 NHL, где B1, B2 - соответственно ширина внутренней и наружной пластей пилопродукции;

H - толщина пилопродукции;

L – длина круглого лесоматериала.

Толщина низкокачественной пилопродукции d H нк 0 1 cos.

2 Объем пилопродукции из сердцевинных частей секторов:

1, VIII NLd вкв cos sin 4 2 где d вкв – диаметр внутреннего кольца в вершине.

Объем пилопродукции из боковых частей секторов:

1 d sin NL d в нкв, VIV 4 cos где d нкв – диаметр наружного кольца в вершине.

Объем круглого лесоматериала a 2 ad d 0 L 2 1 0 Lb1 1 1 L2b1 1.

V b1 1 2b1 Общий выход пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением Vп / п 100%.

P V Кроме общего выхода пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением целесообразно будет определить выход каждого вида пилопродукции.

Выход пиломатериалов:

V PI I 100%.

V Выход низкокачественной пилопродукции (содержащей кольцевое поражение):

V PII II 100%.

V Выход пиломатериалов из сердцевинных частей секторов:

V PIII III 100%.

V Выход пиломатериалов из боковых частей секторов:

V PI I 100%.

V Общий выход качественной пилопродукции:

V V III VIV Pк I 100%.

V В третьей главе проведены исследования формы круглых лесоматериалов дуба с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких температур. Исследования прово дились на Мариинско-Посадском производственном участке ГУП ЧР «Чувашский лес хоз».

На основании проведенных замеров 100 пиловочных бревен с помощью алломет рического метода получены математические модели образующих круглых лесомате риалов без коры, а также образующих внутреннего и наружного слоев кольцевого по ражения для дуба черешчатого:

d вк 0,372 0, 0336 l 0, 4411, 0, d нк 0, 4 0, 0382 l.

На основе полученных зависимостей, описывающих форму круглых лесомате риалов, а также форму кольцевого поражения рассчитаны объемы внутренней заболо ни. Для круглых лесоматериалов диаметром от 38 до 50 см объемы внутренней забо лони составляют 3-10 % от их объема.

В четвертой главе на основе математической модели разработана имитационная модель раскроя круглых лесоматериалов с кольцевым поражением на пилопродукцию.

Для проведения исследований в среде Excel разработана программа определения вы хода пилопродукции при раскрое пиловочника с кольцевым поражением. Алгоритм программы представлен на рисунке 3.

На первом этапе получаем математическую модель пиловочника с кольцевым по ражением. С помощью функций генерации случайных чисел определяются:

- аллометрические коэффициенты, учитывающие форму образующей пиловочни ка, а также форму кольцевого поражения;

- точное значение вершинного диаметра в диапазоне, относящемся к заданному стандартному.

Начало Определение размеров заго товок из боковых частей Ввод исходных секторов данных Определение объема пило материалов Формирование модели пи ловочника с кольцевым по Определение объема низко ражением качественной пилопродук ции Определение размеров низкокачественной пи- Определение объема загото лопродукции вок из сердцевинных частей секторов Определение числа пилома териалов (n) Определение объема загото вок из боковых частей сек торов i= Определение объемного Определение ширины выхода пилопродукции из i-го пиломатериала пиловочника с кольцевым поражением i=i+ Вывод нет результатов ik/ да Конец Определение размеров заго товок из сердцевинных час тей секторов Рисунок 3 – Укрупненная блок-схема определения объемного выхода пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением На втором этапе по разработанной математической модели определения выхода пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением производится определение размеров и объемов этой пилопродукции.

С помощью имитационной модели проведены исследования выхода пилопродук ции из пиловочника с кольцевым поражением. В качестве выходной величины принят выход пилопродукции из пиловочника в %.

В результате анализа факторов, влияющих на величину объемного выхода пило продукции при раскрое пиловочника с кольцевым поражением, в качестве независи мых факторов приняты диаметр пиловочника (d), длина пиловочника (l), диаметр на ружного кольца в вершине (dнк).

Факторы варьировались в следующих диапазонах:

38 d 50 см;

3 l 4 м;

14 d нк 20 см.

Таблица – Матрица планирования эксперимента № Значения факторов в условных/натуральных переменных опыта x1 / d, см x2 / dнк, см x3 / l, м 1 +1/50 +1/20 +1/ 2 -1/38 +1/20 +1/ 3 +1/50 -1/14 +1/ 4 -1/38 -1/14 +1/ 5 +1/50 +1/20 -1/ 6 -1/38 +1/20 -1/ 7 +1/50 -1/14 -1/ 8 -1/38 -1/14 -1/ 9 +1/50 0/17 0/3. 10 -1/38 0/17 0/3. 11 0/44 +1/20 0/3. 12 0/44 -1/14 0/3. 13 0/44 0/17 +1/ 14 0/44 0/17 -1/ Постоянными факторами в эксперименте была толщина пиломатериалов из пе риферийных частей секторов – 22 мм и число секторов -4.

В результате исследований получены зависимости выхода пилопродукции из пи ловочника с кольцевым поражением в условных переменных. После статистической обработки и проверки значимости коэффициентов уравнения получены следующие уравнения:

1) общий выход пилопродукции 2 2 y 65,99 1,015x1 0,54x2 1,11x3 0,55x1 0,575x2 0,36x3 0,45x1 x2 0,56x2 x3 0,2x1x3, 2) выход качественной пилопродукции y 42,58 1,424 x2 0,94 x3 0,712 x2 1,163x1 x2, 3) выход обрезных пиломатериалов 2 y 36,89 1,842x1 0,916x2 0,798x3 0,935x1 0,795x2 1,855x1 x2, 4) выход низкокачественной пилопродукции y 14,52 4,256 x1 3,841x2 2,593x1 1,555x1 x2, 5) выход пилопродукции из сердцевинных частей секторов y 5,69 1,424 x2 0,94 x3 0,712 x2 1,163 x1 x2, 6) выход пилопродукции из боковых частей секторов 2 2 y 8,9 4,988 x1 4,729 x 2 0,415 x3 1,488 x1 1,055 x2 1,05 x3.

Из полученных уравнений регрессии видно, что наибольшее влияние на выход всех категорий пилопродукции оказывает диаметр пиловочника. С увеличением диа метра пиловочника увеличивается доля всех видов качественной пилопродукции и уменьшается выход низкокачественной пилопродукции.

После преобразований уравнения регрессии для натуральных переменных будут иметь вид:

1) общий выход пилопродукции P 86,71 0,514d 2,19dнк 4,51l 0,015d 2 0,64d нк 1,448l 2 0,025ddнк 0,37ldнк 0,066dl, 2) выход качественной пилопродукции P 66,58 1,099 d 0,319 d нк 1,88l 0,079 d нк 0,065 dd нк, 3) выход обрезных пиломатериалов P 34, 45 0,839 d 1,835 d нк 1,596 l 0,026 d 2 0,088 d нк 0,103 dd нк, 4) выход низкокачественной пилопродукции P 98,77 5,578 d 5,081d нк 0,072 d 2 0,086 dd нк, 5) выход пилопродукции из сердцевинных частей секторов P 29,69 1,099 d 0,319 d нк 1,88д 0,079 d нк 0,065 dd нк, 6) выход пилопродукции из боковых частей секторов P 7,35 4,469 d 5,562 d нк 30, 238l 0,041d 2 0,117 d нк 4,201l 2.

По результатам расчетов построены графики зависимости выхода пилопродкуции от исследуемых факторов (рисунки 4-6).

Из графика (рисунок 4) видно, что с увеличением диаметра пиловочника умень шается выход низкокачественных пиломатериалов, но увеличивается выход пилопро дукции из боковых частей секторов. При этом объемный выход обрезных пиломате риалов и пилопродукции из сердцевинных частей секторов остаются практически не изменными. Общий выход пилопродукции с увеличением диаметра незначительно (примерно на 2-3 %) повышается.

Объемный выход пилопродукции, P, % 60 50 38 40 42 44 46 48 Диаметр пиловочника, d, см Рисунок 4 – Зависимость объемного выхода пилопродукции от диаметра пиловочника (dнк=17 см, l=3.5 м): 1 – обрезные пиломатериалы, 2 – низкокачественные пиломате риалы, 3, 4 – соответственно пилопродукция из сердцевинных и боковых частей секто ров Объемный выход пилопродукции, P, % 14 15 16 17 18 19 Диаметр кольца, dнк, см Рисунок 5 – Зависимость объемного выхода пилопродукции от диаметра наружного кольца (d =44 см, l=3.5 м):

1 – обрезные пиломатериалы, 2 – низкокачественные пиломатериалы, 3, 4 – соответственно пилопродукция из сердцевинных и боковых частей секторов На рисунке 5 представлены зависимости объемного выхода пилопродукции от диаметра кольцевого поражения пиловочника. С увеличением диаметра кольцевого поражения пиловочника наоборот повышается выход низкокачественной пилопродук ции, а снижается выход пилопродукции из боковых частей секторов. Объемный выход обрезных пиломатериалов и пилопродукции из сердцевинных частей секторов также остаются практически неизменными, как и общий выход пилопродукции.

Объемный выход пилопродукции, P, % 30 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Длина пиловочника, l, см Рисунок 6 – Зависимость объемного выхода пилопродукции от длины пиловочника (d =44 см, dнк=17 см): 1 – обрезные пиломатериалы, 2 – низкокачественные пиломатериа лы, 3, 4 – соответственно пилопродукция из сердцевинных и боковых частей секторов Что касается графика на рисунке 6, то с увеличением длины пиловочника умень шается общий выход пилопродукции (примерно на 2-4%) при незначительном умень шении всех видов пилопродукции. Причем выход низкокачественных пиломатериалов остается неизменным, а большее влияние на уменьшение общего выхода пилопродук ции оказывает уменьшение выхода пилопродукции из сердцевинных частей секторов.

Для наглядности совместного влияния двух наиболее значимых факторов на вы ход пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением с помощью программы Statistica 6.0 построены поверхности (рисунок 7).

а б Рисунок 7 – Зависимости выхода пилопродукции от факторов:

а –общий выход качественных пиломатериалов, б – выход обрезных пиломатериалов Используя разработанную математическую модель раскроя круглых лесомате риалов с кольцевыми поражениями, получены регрессионные зависимости выхода пи лопродукции от факторов при раскрое на 6 и 8 секторов.

С увеличением числа секторов изменяется и выход пилопродукции из пиловоч ника с кольцевым поражением (рисунок 8), а именно увеличивается общий выход пи лопродукции, но уменьшается доля обрезных пиломатериалов и низкокачественной пилопродукции. При кольцевом поражении пиловочника, составляющем 14 см общий выход пилопродукции не зависит от количества секторов, а при 20 см – больший вы ход наблюдается при раскрое на 6 секторов.

Рисунок 8 – Зависимости общего объемного выхода пилопродукции от факторов (при различном числе секторов: 4, 6 и 8) Кроме исследуемой схемы раскроя с помощью математической модели был ис следован выход пилопродукции при раскрое периферийных частей секторов на разные толщины пиломатериалов. Если за критерий эффективности раскроя принять общий выход пилопродукции, то при небольших диаметрах кольца эффективнее будет рас крой на 4 сектора и пиломатериалы толщиной 19 или 22 мм. Для пиломатериалов тол щиной 25 мм лучше производить раскрой на 6 секторов, а для толстых пиломатериа лов (40 и 50 мм) – на 8 секторов.

В пятой главе сделано технико-экономическое обоснование производства пило продукции из дубовой древесины с кольцевыми поражениями из-за воздействия низ ких температур. Предлагаемый новый способ раскроя такой древесины позволяет по высить рентабельность производства до 10,9%.

Для определения достоверности математической модели определения выхода пи лопродукции из пиловочника с кольцевым поражением проведены опытные распилов ки, в результате которых отклонение величины выхода пилопродукции составило 3,8%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Предложен новый способ раскроя круглых лесоматериалов с кольцевыми по ражениями из-за воздействия низких температур на пилопродукцию, который позво ляет вовлекать в переработку дополнительные ресурсы древесины дуба.

2. Дано математическое описание определения выхода пилопродукции из пило вочника с кольцевым поражением на основе закона относительного роста древостоя.

3. Полученные в результате экспериментальных исследований аллометрические зависимости, описывающие образующую пиловочника дуба и кольцевого поражения, дают математические основы для решения задачи оптимального его раскроя и могут быть использованы для дальнейших исследований других способов раскроя.

4. Полученные в результате экспериментальных исследований регрессионные за висимости выхода пилопродукции из пиловочника с кольцевым поражением в зависи мости от его диаметра, длины и диаметра кольцевого поражения показывают, что наи большее влияние на выход пилопродукции оказывают его вершинный диаметр и дли на, а наименьшее – диаметр кольцевого поражения. Они могут быть использованы при прогнозировании выхода пилопродукции.

5. В результате реализации нового способа раскроя выход пилопродукции увели чивается по сравнению с развальным способом на 5-10% в зависимости от размерно качественных характеристик сырья и пилопродукции.

6. Предлагаемая технология производства пилопродукции из круглых лесомате риалов с кольцевыми поражениями из-за воздействия низких температур позволит по высить рентабельность производства пилопродукции до 10.9% 7. Результаты опытных распиловок, проведенных в производственных условиях, подтверждают соответствие имитационной модели раскроя пиловочника с кольцевым поражением по новому способу реальным производственным условиям. Расхождение расчетных и опытных данных составило 3,8%.

Основное содержание диссертации опубликованы:

В изданиях по перечню ВАК:

1. Краснова, В.Ф. Санитарное состояние искусственных насаждений дуба череш чатого в Среднем Поволжье/ В.Г. Краснов, Краснова В.Ф., И.А. Алексеев, А.С. Яков лев// Изв. Вузов. Лесн. Журн. – 2007. – № 6. – С. 42-48.

2. Торопов, А.С. Исследование выхода шпал при раскрое круглых лесоматериа лов, загрязненных радионуклидами/ А.С. Торопов, В.М. Меркелов, В.Ф. Краснова, Ю.А. Степанова// Деревообрабатывающая промышленность.- 2010.- № 2.-С. 19-21.

3. Торопов, А.С. Совершенствование раскроя дуба черешчатого, поражённого внутренней заболонью воздействием низких температур / А.С. Торопов, В.Ф. Краснова // Изв. вузов. Лесн. журн. – 2011. – № 1. – С. 95-100.

В прочих изданиях:

4. Алексеев, И.А. Рациональное использование фаутной древесины дуба / И. А.

Алексеев, В. Ф. Краснова, В. Г. Краснов // Современные проблемы почвоведения и экологии: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. д-ра с.-х.

наук, проф. Виктора Николаевича Смирнова. - Йошкар-Ола : МарГТУ, 2006. - Ч. 1. - С.

127 – 129.

5. Краснова, В.Ф. Влияние видовых особенностей стволовых грибов дуба на ка чество древесины/ В.Г. Краснов, В.Ф. Краснова // Сборник научных чтений, посвя щенных 70-летию заслуженного лесовода России, доктора с.-х. наук профессора Агли уллина Ф.В.-Чебоксары, 2005.-С. 278-280.

6. Краснова, В.Ф. Закономерность распространения основных пороков в древеси не дуба в Среднем Поволжье/ В.Ф. Краснова, В.Г. Краснов// Наука в условиях совре менности: Сб. статей студентов, аспирантов, докторантов и профессорско-препод. со става по итогам научно-технической конференции МарГТУ в 2006 г.-Йошкар-Ола:

МарГТУ, 2006.- С. 110-113.

7. Краснова, В.Ф. Производительность и санитарное состояние искусственных на саждений дуба черешчатого в северо-восточной части Приволжской возвышенности/ В.Г.

Краснов, В.Ф. Краснова // Материалы совещания-семинара «Повышение устойчивости и продуктивности дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в европейской части России».-Казань: Казанский гос. унив. 2005.-С.198-203.

8. Краснова, В.Ф. Состояние искусственных дубрав на территории северо восточной части Приволжской возвышенности/ И.А. Алексеев, В.Г. Краснов, В.Ф.

Краснова // Проблемы деградации дубрав и современные системы ведения лесного хо зяйства в них: материалы научно-практического семинара, 28-30 марта 2007г., ВГЛТА/под об. ред. проф. М.П. Чернышова. - Воронеж, 2007.- С. 137-141.

9. Краснова, В.Ф. Фаутность чистых и смешанных древостоев дуба / В. Г. Крас нов, И.А. Алексеев, В.Ф. Краснова // Рациональное лесопользование и защита лесов в Среднем Поволжье: материалы науч.- практ. конф., посвящ. 75-летию со дня рожд. д ра с.- х. наук проф., Ивана Алексеевича Алексеева. - Йошкар-Ола : МарГТУ, 2003. - С.

80-84.

10. Способ раскроя круглых лесоматериалов, имеющих кольцевые поражения древесины: пат. 2392111 Рос. Федерации: МПК В 27 В 1/00/ Торопов А.С., Торопов С.А., Шарапов Е.С., Краснова В.Ф., Христофоров А.В., Капитонов С.М.;

заявитель и патентоообладатель Марийск. гос. техн. ун-т.- №2008124073/03;

заявл. 11.06.2008;

опубл. 20.06.2010 Бюл. № 17.

11. Способ раскроя круглых лесоматериалов, пораженных радионуклидами:

пат. 2247022 Рос. Федерации: МПК В 27 В 1/00/ Торопов А.С., Меркелов В.М., Жидова Е.В., Краснова В.Ф.;

заявитель и патентоообладатель Марийск. гос. техн. ун-т.- № 2003112404/03;

заявл. 25.04.2003;

опубл. 27.02.2005 Бюл. № 6.

12. Торопов, А.С. Разработка технологии раскроя древесины дуба/А.С. Торо пов, Е.С. Шарапов, В.Ф. Краснова, С.А. Торопов// Актуальные проблемы лесного комплекса / Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы». Часть 2. – Брянск: БГИ ТА, 2008.-171 с.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим на править по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, С(А)ФУ, учено му секретарю диссертационного совета Д 212.008.01 Земцовскому А.Е.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.