+7 (800) 505-67-97

Экспериментальное исследование процесса влагоудаления из опада лиственных пород деревьев

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Полянская, Алина Вячеславовна Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования являются шесть образцов опада лиственных пород деревьев. Цель работы – экспериментальное определение основных характеристик процесса влагоудаления из опада лиственных пород деревьев, а также оценка влияния капиллярно-пористой структуры высушиваемого материала на коэффициент аккомодации при конвективной сушке. В результате исследования получены кривые скорости удаления влаги в размерном и безразмерном виде, парциальное давление паров и численные значения коэффициента аккомодации для сушки в диапазоне температур 333–393 К. Анализ закономерностей процессов влагоудаления является одной из первоочередных задач, решение которой необходимо при использовании лиственной и древесной биомассы в качестве энергетического топлива.

Введение 13
1 Аналитический обзор литературы 16
1.1 Характеристика и строение лиственной древесины 16
1.1.1 Древесные растения 16
1.1.2 Особенности микростроения лиственной древесины 17
1.1.3 Физические свойства древесины 18
1.1.4 Особенности лесного фонда России 25
1.1.5 Энергетическая древесина 25
1.1.6 Лесной горючий материал 28
1.2 Сушка древесины 29
1.2.1 Сведения об испарении 29
1.2.2 Виды сушильных камер 33
1.3 Математическое моделирование процессов тепломассопереноса при
сушке древесины 38
1.4 Особенности сушки лесных горючих материалов 43
1.5 Выводы по разделу 47
2 Экспериментальное исследование процесса влагоудаления 49
2.1 Описание экспериментальной установки 49
2.2 Образцы для проведения эксперимента 50
2.3 Методика проведения эксперимента 51
3 Обработка результатов измерений 53
3.1 Расчет массовой скорости испарения 53
3.2 Расчет погрешностей измерений 55
3.3 Обезразмеривание массовой скорости испарения 60
3.4 Расчет коэффициента аккомодации 61
4 Анализ полученных результатов 67
4.1 Массовые скорости испарения влаги 67
4.2 Коэффициент аккомодации 79
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 81
5.1 Цели и результат проекта 82
5.2 Организационная структура и план проекта 83
5.3 Смета затрат на научное исследование 86
5.3.1 Расчет материальных затрат на научное исследование 86
5.3.2 Расчет амортизационных отчислений 86
5.3.3 Издержки на труд исполнителей 87
5.3.4 Прочие прямые затраты 89
5.3.5 Накладные расходы 89
6 Социальная ответственность 91
Введение 91
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 92
6.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства 92
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 93
6.2 Производственная безопасность 95
6.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 96
6.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя (работающего) 103
6.3 Экологическая безопасность 108
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 109
Выводы по разделу 111
Заключение 112
Список использованных источников 114
Приложение А 123
Приложение Б Результаты расчета площади испарения веток 141
Приложение В Результаты расчета массовой скорости испарения 159
Приложение Г Результаты расчёта погрешностей измерения массовой скорости
испарения 175
Приложение Д Результаты расчёта парциального давления и коэффициента
аккомодации 189

На современном этапе развития общества при существующих
техногенных нагрузках на окружающую среду чрезвычайно важным является
взаимосвязанное развитие экономики, энергетики и экологии. Создание
энергосберегающих процессов и оборудования, позволющих обеспечить
экономию топливных и энергетических ресурсов, является важнейшей задачей
производства. На фоне острой проблемы – возрастания дефицита топливных
ресурсов, причем не только традиционных, но и возобновляемых, наблюдается
постоянный рост тарифов на энергоносители. Поэтому в последнее время
возникла большая заинтересованность в вовлечении биомассы, являющейся
наиболее доступным видом возобновляемого сырья, в топливно-энергетический
баланс регионов и стран.
В настоящий момент одним из наиболее перспективных видов биомассы
является лесная древесина (или лесные отходы) [1]. Обширные лесные угодья в
Сибири могут ежегодно обеспечивать до 6·106 тонн лесной биомассы. Однако
российский лесопромышленный комплекс по-прежнему остается
ориентированным на сырье. Глубокой переработке подвергается около 20%
древесины, в то время как в странах Скандинавии этот показатель составляет
85%. В этих странах реализована модель интенсивного использования лесных
ресурсов, а в обществе давно культивируется философия безотходного и
энергоэффективного производства [2].
Одой из важнейших проблем современной России является утилизация
отходов древесины. Их использование в настоящее время минимально. А
первичное древесное сырье, образующееся на лесосеках, по завершении работ
собирается в валы и кучи и сжигается для предотвращения лесных пожаров [3].
Экономия невосстанавливаемых энергетических природных ресурсов –
это путь, по которому идет цивилизованный мир, и который позволит России
приблизиться к индустриально развитым странам по показателям удельной
энергоемкости промышленного производства.
Лесная биомасса является относительно дешевым энергоносителем, ведь
ее стоимость обусловлена только транспортными затратами [4]. Использование
лесного горючего материала позволит значительно расширить сырьевую базу
тепловых электростанций и существенно снизить зависимость от стран-
импортеров энергоресурсов от монополистов в экспорте нефти, газа и угля.
Большинство котельных агрегатов, работающих на данном топливе – это
современные энергетические установки, имеющие высокий КПД (от 80 до 85%).
Наряду с экономической эффективностью использование растительной
биомассы в энергетике способствует решению еще одой важной проблемы
современности – защите окружающей среды: высокая реакционная способность
позволяет сжигать ее при более низкой температуре, что уменьшает выбросы
окислов азота; минимальное содержание серы и фосфора (0,1%) позволяет
снизить температуру отходящих газов до 110-120 °С; и, наконец, энергетическое
использование биотоплива является одним из радикальных путей решения
проблемы снижения выбросов парниковых газов и сохранения баланса
углекислого газа в природе, так как его выбросы при сжигании сопоставимы с
количеством, произведенным при фотосинтезе.
Наиболее существенным недостатком лесного горючего материала как
топлива является его нестабильное влагосодержание, которое в зависимости от
вида колеблется в пределах от 8 до 80%, что приводит к снижению теплотворной
способности и, как следствие, к увеличению расхода топлива [5]. Исходя из этого
целесообразно организовать предварительную сушку при сжигании биомассы в
топках котлов.
Во время сушки материалов в результате фазового перехода из жидкого
или твердого состояния в газообразное происходит удаление влаги, что
изначально определяет значительные энергетические затраты на проведение
данного процесса [6].
Предварительная сушка биотоплива связана с дополнительными
энергозатратами на удаление адсорбционной влаги из капиллярно-пористой
структуры древесных материалов. Анализ закономерностей процессов
влагоудаления является одной из первоочередных задач, решение которой
необходимо при использовании лесного горючего материала в качестве
энергетического топлива.
Приоритетное использование в биоэнергетике пород лиственных
деревьев предопределяет перспективу применения их отходов и опада в этой
отрасли в качестве энергетического сырья. Эта гипотеза диктует необходимость
дополнительного изучения процессов массообмена при термической подготовке
такого рода биомассы.
Поэтому для работы сформулирована цель: экспериментальное
исследование основных характеристик процесса влагоудаления (массовой
скорости испарения, парциального давления паров, коэффициента аккомодации)
из опада (листьев и веток) лиственных пород деревьев с целью дальнейшего
усовершенствования прогностических моделей процесса сушки.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Аналитический обзор научных источников в области исследования
процесса влагоудаления из древесной и лиственной биомассы;
2. Подготовка образцов для проведения экспериментов;
3. Изучение закономерностей процесса сушки рассматриваемых
образцов опада (построение графиков зависимости массовой скорости
испарения влаги от времени в различных температурных режимах, расчет
коэффициента аккомодации и парциального давления паров);
4. Анализ полученных результатов и формулирование выводов.
1 Аналитический обзор литературы
1.1 Характеристика и строение лиственной древесины
1.1.1 Древесные растения
Древесными называются растения с деревянистыми надземными и
подземными частями, по характеру развития подразделяются на деревья,
кустарники и лианы. Взрослое дерево имеет ствол, крону и корни. Ствол
связывает корневую систему с кроной дерева (совокупностью ветвей и листьев).
По нему из почвы в восходящем токе перемещаются водные растворы
минеральных веществ, а в нисходящем потоке – растворы органических веществ,
вырабатываемых в листьях. По характеру облиствения деревья разделяют на две
крупные физиономически четко разделяющиеся категории: хвойные деревья и
лиственные деревья. Первые обладают своеобразной формой листьев –
игольчатой или чешуйчатой хвоей, у вторых листья представляют собой
пластины с разветвленным жилкованием [7].
На рисунке 1.1 представлены основные части ствола. Наружная часть –
кора, выполняющая защитную функцию от внешних влияний – резко отличается
от следующей за ней древесины, которая окружает очень небольшую
центральную зону – сердцевину. Между корой и древесиной расположен тонкий
слой живых клеток – камбий, в котором происходит образование новых клеток,
вследствие чего ежегодно образуются новые годичные кольца. В древесине
лиственных пород на разрезе видны отверстия, представляющие собой сечения
сосудов – трубок, каналов, предназначенных для проведения воды.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Экспериментальное исследование процесса влагоудаления из опада лиственных пород деревьев»

    Последние выполненные заказы

    Магистерская диссертация Повышение производственной эффективности
    Все выполнено согласно требований и в срок! Рекомендую автора!
    Совершенствование правового регулирования участия государства в акционерных обществах
    Спасибо,все хорошо!
    ««Военно-экономическое сотрудничество стран Антанты в школьном курсе истории.»».
    Отличный вариант, если хотите получить хорошую оценку за Вашу работу. Все вып...
    Анализ преимуществ и расчет экономического эффекта при размещении линий связи на опорах ЛЭП
    Рекомендую данного автора! Работа выполнена в срок, все замечания были устран...
    Курсовая работа на тему "Моделирование социально-коммуникационных систем"
    Работа и все корректировки выполнены в срок, спасибо большое!
    Анализ влияния геймификации на флуктуацию работников склада (только практическая часть)
    Татьяна великолепный специалист и человек. Вежливое общение, быстро выполненн...
    Региональные инновационные проекты как ресурс стратегического развития образовательной органиазции
    Доволен работой автора
    Анализ организационной структуры управления предприятия
    Работа принята без замечаний
    Особенности собирания, проверки и оценки информации на электронных носителях
    Доволен работой автора

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Проектирование ТЭЦ мощностью 360 МВт в г. Томске
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка ПГУ-ТЭЦ на базе ГТУ SGT5-4000F
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)