تدوین عددی و تجربی برنامه خشک‌کردن چوب راش در کوره بر پایه‌ی تئوری انتشار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

برنامه‌هایی که تاکنون برای خشک‌کردن انواع گونه‌های چوبی بومی ایران در داخل کشور تدوین شده‌اند برگرفته از کد برنامه‌های آزمایشگاه فراورده های جنگلی آمریکا (FPL) بوده است که در نوع خود مشکلاتی را به همراه دارند. از اینرو، هدف از انجام این تحقیق تدوین برنامه‌ای مناسب برای خشک‌کردن چوب راش برای اولین بار و متفاوت با برنامه‌های قبل است که در نوع خود مزیت‌هایی را نیز می‌تواند داشته باشد. چوب راش ایران (Fagus orientalis) با برش تجاری و با ضخامت 5/5 سانتی‌متر با برنامه‌ای بر پایه‌ی تئوری انتشار تا رسیدن به رطوبت نهایی 2±12 درصد خشک گردید. این برنامه در 3 مرحله جداگانه و با رطوبت‌های اولیه 6/66، 58 و 45 درصد بر روی سه بار متفاوت کوره اجرا گردید. دمای خشک اولیه (اولین گام) محاسبه شده در هر سه مرحله یکسان و برابر 46 درجه سلسیوس و دمای تر در طول اجرای برنامه یکسان و برابر 45 درجه سلسیوس منظور گردید. شدت معایب کمانی، انحنا، تاب، ترک سطحی و ترک انتهایی در طول اجرای برنامه، قبل و بعد از خشک شدن در هر مرحله اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نمودارهای کنترل کیفیت انجام گردید. برنامه‌ی جدید که با استفاده از روابط ریاضی و بر پایه تئوری انتشار تدوین شد در هر سه بار کوره، نتایج قابل قبولی به همراه داشت، به طوری که شدت تغییرات معایب در هر سه بار کوره در نمودار‌های تحلیل آماری در حدود قابل قبول کمی و کیفی قرار گرفتند. در نهایت، عدم ایجاد ترک سطحی در نمونه‌ها به دلیل اعمال شرایط ملایم کاهش رطوبت، به عنوان ویژگی برتر این برنامه جدید تدوین شده مطرح گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Ananias, R.A., Broche, W., Alvear, M., Salinas C., and Keey, R.B., 2009. Using an overall mass-transfer coefficient for prediction of drying of Chelean coigue. Wood and Fiber Science, 41:426–432

-Awadalla, H.S.F., El-Dib, A.F., Mohamad, M.A., Reuss, M., Hussein, H.M.S., 2004. Mathematical modelling and experimental verification of wood drying process. Energy Conversion and Management, 45:197-207.

-Carr, E.J., Turner, I.W., Perré, P., 2011. A New Control‐Volume Finite‐Element Scheme for Heterogeneous Porous Media: Application to the Drying of Softwood. Chemical Engineering & Technology, 34:1143-1150.

-Čermák P, Trcala, M., 2012. Influence of uncertainty in diffusion coefficients on moisture field during wood drying. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55:7709-7717.

-Haque, M.N., Riley, S.G., Langrish, T.A.G., Pang, S., 2007. Model Predicted Effect of Process Variables on Kiln Drying of Pinus radiata Boards. Drying Technology, 25:455-461.

 

-Keey, R.B., Langrish, T.A.G., Walker, J.C.F., 2000. Kiln-Drying of Lumber. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

-Liu, J.Y., Simpson, W.T., Verrill, S.P., 2001. An inverse moisture diffusion algorithm for the determination of diffusion coefficient. Drying Technology, 19:1555-1568.

-Madhoushi, M., Ebrahimi, G., 1996. Kin drying schedule for Fagua orientalis. Journal of Agricultiral Sciences and Natural Resources, 4:5-14.

-Malmquist, I., 1991. Lumber drying as a diffusion process. Holz als Roh- und Werkstoff, 49:161-167.

-Muchot, N., Thiercelin, F., Perre, P., Zoulanian, A., 2006. Characterization of diffusion transfer of bound water and water vapor in beech and spruce. Maderas Ciencia y tecnología, 8:139-147.

-Olek, W., Weres, J., 2006. Effects of the method of identification of the diffusion coefficient on accuracy of modeling bound water transfer in wood. Transport in Porous Media, 66:135.

-Redman, A.L., Bailleres, H., Turner, I., Perré P., 2012. Mass transfer properties (permeability and mass transfer) of four australoian hardwood species. BioResources, 7:3410-3424.

-Trcala, M., 2015. Spectral stochastic modeling of uncertainties in nonlinear diffusion problems of moisture transfer in wood. Applied Mathematical Modelling, 39:1740-1748.

-Wiberg, P., Sehlstedt-P, S.M.B., Morén, T.J., 2000. Heat and mass transfer during sapwood above the fibre saturation point. Drying Technology, 18:1647-1664.

-Zhao, J., Fu, Z., Jia, X., Cai, Y., 2016. Modeling conventional drying of wood: Inclusion of a moving evaporation interface. Drying Technology, 34:530-538.