Исследование электрофизических характеристик модифицированной древесины
Определение влияния параметров процесса модифицирования на диэлектрическую проницаемость, электрическую прочность, физико-механические свойства модифицированной древесины
Введение …………………………………………………………………………………………………………………………. 11
1 Древесина. Модифицирование. Обзор свойств и методов…………………………………………… 13
1.1 Строение древесины…………………………………………………………………………………………….. 13
1.2 Методы модифицирования древесины………………………………………………………………….. 16
1.3 Электрофизические свойства древесины ………………………………………………………………. 17
2 Объект и методы исследования …………………………………………………………………………………….. 21
2.1 Древесина берёзы и сосны ……………………………………………………………………………………. 21
2.2 Применяемые пропиточные составы…………………………………………………………………….. 22
2.3 Метод пропитки …………………………………………………………………………………………………… 23
2.4 Методика исследований ………………………………………………………………………………………. 27
2.4.1 Подготовка образцов ………………………………………………………………………………………… 27
2.4.2 Измерение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических
потерь ………………………………………………………………………………………………………………………. 28
2.4.3 Измерение электрической прочности ………………………………………………………………… 31
2.4.4 Измерение предела механической прочности при статическом изгибе и при сжатии
вдоль волокон …………………………………………………………………………………………………………… 33
2.4.5 Измерение водопоглощения………………………………………………………………………………. 33
3 Результаты проведённых исследований …………………………………………………………………………. 35
3.1 Пропитка древесины ……………………………………………………………………………………………. 35
3.2 Исследование диэлектрической проницаемости ……………………………………………………. 35
3.3 Исследование тангенса угла диэлектрических потерь …………………………………………… 39
3.4 Исследование электрической прочности ………………………………………………………………. 42
3.5 Исследование предела механической прочности …………………………………………………… 43
3.6 Исследование водопоглощения ……………………………………………………………………………. 45
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………….. 48
4.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ……………………………………………………………………………………………………. 48
4.2 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………………………………. 49
4.3 Планирование научно-исследовательской работы ………………………………………………… 52
4.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………………………………… 56
4.4.1 Сырье, материалы, специальное оборудование, покупные изделия …………………….. 56
4.4.2 Основная заработная плата ……………………………………………………………………………….. 57
4.4.3 Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала …………… 59
4.4.4 Отчисления на социальные нужны ……………………………………………………………………. 59
4.4.5 Накладные расходы…………………………………………………………………………………………… 60
4.4.6 Амортизация …………………………………………………………………………………………………….. 60
4.5 Анализ и оценка научно-технического уровня исследования ………………………………… 62
4.6 Определение ресурсоэффективности исследования ………………………………………………. 63
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………………………………. 67
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……………………….. 67
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………………………………… 68
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов при проведении исследований ………………. 69
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов при проведении исследований. ……………… 73
5.2 Экологическая безопасность ………………………………………………………………………………… 74
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………………… 74
Заключение……………………………………………………………………………………………………………………… 77
Список использованных источников………………………………………………………………………………… 78
Приложение А – Characteristics оf wood and methods of its modification ……………………………… 81
Приложение Б – Перечень пропитанных заготовок…………………………………………………………… 94
Приложение В – Результаты измерений ёмкости и тангенса угла диэлектрических потерь… 97
Приложение Г – Результаты измерения электрической прочности ………………………………….. 121
Приложение Д – Результаты измерения предела механической прочности ……………………… 126
Приложение Е – Результаты измерения водопоглощения ……………………………………………….. 129
Древесина представляет собой капиллярно-пористое коллоидное тело со
сложным строением. Модифицирование древесины – это процесс направленного
внесения изменений в её свойства. Одним из основных путей получения
модифицированной древесины является пропитка. На сегодняшний день
применяется ряд эффективных веществ, обеспечивающих защиту от
разрушающих воздействий грибков и микроорганизмов, а также огнезащиту,
понижающих водопоглощение, обеспечивающих стабильные физико-
механические характеристики получаемых изделий.
В переменном электрическом поле древесина проявляет
диэлектрические свойства, которые характеризуются двумя
основными показателями: относительной диэлектрической
проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь.
Относительная диэлектрическая проницаемость ε показывает, во
сколько раз сила взаимодействия между электрическими зарядами в
данной среде (древесине) меньше, чем в вакууме. Она
численно равна отношению емкости конденсатора с прокладкой из
древесины к ёмкости конденсатора с воздушным зазором между
электродами.
Тангенс угла диэлектрических потерь древесины определяет долю
подведенной мощности, которая поглощается материалом и превращается в
тепло. Тангенс угла диэлектрических потерь численно равен отношению
активного и реактивного токов в материале.
Древесина обладает высокими диэлектрическими свойствами и
используется при производстве элементов электрической изоляции.
Модифицирование древесины позволяет улучшить эксплуатационные свойства
и применяется при производстве электротехнических изделий – в опорах линий
электропередач и траверсах, в пазовых клиньях электрических машин, опорных
элементах обмоток. Таким образом, влияние модифицирования на
электрофизические и механические свойства материала представляет интерес.
В данной работе будет исследовано влияние импрегнирования древесины
берёзы и сосны водными растворами веществ, входящих в состав антисептиков
и антипиренов, а также влияние пропитки древесины парафином на её
диэлектрическую проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь,
электрическую прочность, предел механической прочности.
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!