Анотація до роботи:

Шостачук А.М. Напружений стан і руйнування деревини дуба при конвективно-надвисокочастотному сушінні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Державний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2002.

Дисертація присвячена проблемі забезпечення високої якості висушеного матеріалу (відсутності тріщин) при застосуванні НВЧ-нагріву в технологічному процесі сушіння деревини дуба.

Досліджено кінетику конвективно–надвисокочастотного сушіння, вплив інтенсивності нагріву, початкової вологості, розмірів пиломатеріалів та анізотропії вологопровідності на процеси видалення вологи.

Запропоновано та дано обґрунтування вибору одного з показників якості сушіння – сумарної довжини тріщин в поперечному перерізі. Досліджено кінетику появи та розвитку поверхневої тріщини при конвективно–надвисокочастотному сушінні деревини дуба, вплив інтенсивності нагріву та розмірів пиломатеріалів на сумарну довжину тріщин в поперечному перерізі.

Досліджено вплив вологості та масштабного фактору на тріщиностійкість деревини дуба та дано обґрунтування розташування тріщини при сушінні. Запропоновано моделі розрахунку внутрішніх напружень в залежності від часу сушіння та координати поперечного перерізу для різних ступенів наближення до реальних умов сушіння.

На основі проведених експериментальних та теоретичних досліджень уточнено технологію високоякісного конвективно-надвисокочастотного сушіння деревини дуба, що враховує поправочними коефіцієнтами розміри пиломатеріалів, інтенсивність нагріву та поточну вологість.

1. Розроблено методики розрахунку напруженого стану і процесу утворення тріщин в деревині дуба при конвективно-надвисокочастотному сушінні, які враховують інтенсивність нагріву, розміри поперечного перерізу та поточну вологість деревини в процесі сушіння.

2. Досліджено кінетику конвективно-надвисокочастотного сушіння деревини дуба, показано, що основним параметром, який визначає процес конвективно-надвисокочастотного сушіння, є температурнi поля в деревині. Встановлено провідну роль інтенсивності нагріву, розмірів та вологості пиломатеріалів в розподіленні температурних полів в пиломатеріалах під час сушіння.

3. Виявлено кількісні закономірності впливу інтенсивності нагріву, початкової вологості, розмірів пиломатеріалів та анізотропії вологопровідності на процеси видалення вологи з деревини дуба, встановлено експоненціальну залежність тривалості сушіння від середньої температури нагріву.

4. Досліджено кінетику поверхневої тріщини та встановлено її дискретний характер. Запропоновано та обґрунтовано вибір показника якості конвективно-надвисокочастотного сушіння – сумарної довжини тріщин в поперечному перерізі та встановлено експоненціальний закон залежності від температури нагріву центрального шару.

5. Встановлено залежність тріщиностійкості деревини дуба від вмісту вологи в процесі конвективно-надвисокочастотного сушіння при розташуванні тріщини вздовж серцевинних променів та дотично до річних кілець. Запропоновано модель росту тріщини, яка передбачає ріст тріщини тільки в тому випадку, коли значення К_1с, обумовлене зменшенням вмісту вологи, досягне значення К₁, що визначається внутрішніми напруженнями в деревині при сушінні.

6. Запропоновано методику розрахунку внутрішніх напружень у відповідності з прийнятими моделями видалення вологи. Результати отримано для різних ступенів наближення до реальних умов сушіння: а) при одночасному видаленні зв’язаної вологи в усьому перерізі; б) при врахуванні видалення вільної вологи. Друге наближення (б) дає збільшення внутрішніх напружень в 3,5-4,5 рази

7. Запропоновано методику розрахунку коефіцієнта інтенсивності напружень для деревини дуба з внутрішньою тріщиною. Встановлено, що ріст тріщини (руйнування, брак при сушінні) відбудеться не при напруженнях, що дорівнюють, як вважалося раніше, межі міцності (4-6 МПа), а при напруженнях, в 3-4 рази більших. Залежність коефіцієнта інтенсивності напружень від часу сушіння апроксимується логарифмічною залежністю.

8. На основі проведених експериментальних та теоретичних досліджень уточнено технологію високоякісного конвективно-надвисокочастотного сушіння деревини дуба, яка забезпечує необхідні внутрішні напруження та відсутність тріщин при сушінні.

Публікації автора:

1. Грабар І.Г., Ліпкань О.К., Манойлов В.П., Шостачук А.М. Мікрохвильові технології високопродуктивного сушіння деревини. // Вісник ЖІТІ. – 1996. – №3 / Технічні науки. – С.78-83.

2. Шостачук А.М. Дискретна кінетика утворення поверхневих тріщин при НВЧ-сушінні деревини дуба. // Вісник ЖІТІ. – 1999. – №11 / Технічні науки. – С.13-16.

3. Шостачук А.М. Моделювання та оптимізація технологій НВЧ-сушіння деревини дуба. Частина 1. Експериментальне дослідження впливу деяких факторів на видалення вологи при НВЧ-сушінні деревини дуба. // Вісник ЖІТІ. – 1999. – №9 / Технічні науки. – С.294-296.

4. Шостачук А.М. Напружений стан деревини дуба в процесі конвективно-надвисокочастотного сушіння. Частина 1. Моделі внутрішніх напружень. // Вісник ЖІТІ. – 2001. – №18 / Технічні науки. – С.21-27.

5. Шостачук А.М. Напружений стан деревини дуба в процесі конвективно-надвисокочастотного сушіння. Частина 2. Експериментальне дослідження внутрішніх напружень. // Вісник ЖІТІ. – 2002. – №19 / Технічні науки. – С.26-29.

6. Шостачук А.М. Конвективно-надвисокочастотне сушіння деревини дуба: енергетичний аспект. // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2002. – №1. – С.161-164.

7. Шостачук А.М. Дослідження впливу вологості деревини на її температурний режим при конвективно-надвисокочастотному сушінні. // Вісник ЖІТІ. – 2002. – №20 / Технічні науки. – С.45-49.

8. Шостачук А.М. Конвективно-надвисокочастотне сушіння деревини: утворення тріщини, як прогин балки на пружній основі. // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. Збірник наукових праць. – 2002 – №1. – С.59–63.

9. Шостачук А.М. Моделювання та оптимізація технологій НВЧ-сушіння деревини дуба. Частина 2. Моделі процесів видалення вологи. Сучасні технології в аерокосмічному комплексі. Матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 40-річчю польоту людини в космос, 4-6 вересня 2001 року. Житомирський інженерно-технологічний інститут. – 2001. – С.17–21.

10. Грабар И.Г., Кульман С.Н., Липкань O.K., Манойлов В.Ф., Шостачук А.Н. Микроволновые технологии сушки древесины: механофизические аспекты. “Аэрокосмический комплекс: конверсия и технологии”. Тезисы докладов научно-техничекой конференции 11-14 сентября 1995 года. Житомир, 1995. – С.84.