Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Губин Иван Владимирович

Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона
<
Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Губин Иван Владимирович. Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона : Дис. ... канд. техн. наук : 05.21.01 Братск, 2006 133 с. РГБ ОД, 61:06-5/1424

Содержание к диссертации

Введение

1 Современное состояние вопроса и задачи исследований 8

1.1 Влияние водного транспорта леса на водную среду 8

1.2 Количественная и качественная оценка затопленной древесной массы 11

1.3 Технологии и оборудование сбора затопленной древесины 24

1.4 Выводы и задачи исследований 31

2 Теоретические исследования усилий подъема затопленной древесины 33

2.1 Некоторые сведения из теории грунтов 33

2.2 Схематизация залегания топляковой древесины 35

2.3 Теоретический расчет усилий подъема сортимента, погруженного под уровень дна на глубину h при подъеме за середину 37

2.4 Теоретический расчет усилий подъема сортимента, погруженного под уровень дна на глубину h при подъеме за оконечность 46

2.5 Теоретический расчет усилий подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт при подъеме ее за середину 50

2.6 Теоретический расчет усилий подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт при подъеме ее за оконечность 54

2.7 Ограничение величин сил прилипания и защемления 55

2.8 Выводы 57

3 Экспериментальные исследования процесса подъема топляковой древесины 58

3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований 58

3.2 Обоснование условий моделирования 60

3.3 Описание лабораторной установки 68

3.4 Методика проведения лабораторных опытов 73

3.5 Анализ экспериментальных лабораторных исследований 77

3.6 Анализ результатов теоретико-экспериментальных исследований 84

3.7 Выводы 93

4 Технология очистки малых рек от затопленной древесины и экономическое обоснование ее эффективности 95

4.1 Разработка технологии очистки рек от затопленной древесной массы 95

4.2 Обоснование экономической эффективности сбора затопленной древесной массы на малых реках АЕР 100

Выводы 107

Заключение 108

Библиографический список 110

Приложение А 120

Введение к работе

Актуальность темы. В процессе использования водоемов в качестве лесотранспортных путей происходит частичная потеря древесины. Долговременное нахождение в водной среде этой древесной массы оказывает отрицательное действие: изменяются гидрологические характеристики водоемов, морфологические, появляются трудности для судоходства. Очистка рек и водохранилищ от затопленной древесины позволяет частично нивелировать эти негативные последствия деятельности человека, а также имеет и другие выгоды: вовлечение в производство новых, ранее не используемых, объемов древесины, что позволит сохранить часть древостоев от вырубки, предотвращение образования заторов на лесосплавных трассах в местах, где ранее имел место утоп сплавляемой древесины, обеспечить свободный проход косяков рыб в мелководных нерестовых реках.

Разработкой техники и технологий очистки водоемов от затопленной древесной массы занимались такие организации как ЦНИИлесосплава, Гипро-лестранс, Санкт-Петербургская ГЛТА, МГУЛ, кафедра ИВР СибГТУ, БрГУ и

ДР-

В основном это были теоретические разработки технологий и агрегатов на уровне предложений, за исключением серийно выпускаемых агрегатов ЛС-41 и ТАЦ. В основу положено использование крана с грейферным захватом.

Эти агрегаты применяются в местах постоянного скопления древесины (рейды, запани). Существенным недостатком является невозможность использовать их на малых реках из-за габаритов. При работе ТАЦ использует гидромониторную установку для размыва грунта с целью уменьшения сопротивления подъему, что влечет за собой образование большого «факела» взвеси, негативно влияющего на экологическое состояние водного объекта.

Использование,гидроманипуляторов, установленных на судах с малой осадкой, на топлякоподъемных работах позволяет проводить эти работы на малых реках, ранее используемых для молевого сплава. Использование уст-

5 ройств, описанных в данной работе, позволит снизить влияние топлякоподъем-

ных работ на экологическое состояние водных объектов.

Цель работы. Повышение эффективности технологии очистки малых рек от затопленной древесины.

Задачи исследований:

определение расчетных зависимостей гидромеханических сопротивлений, возникающих при подъеме затопленной древесины;

разработка математической модели процесса подъема затопленной древесины, с целью выбора оптимального способа подъема;

проведение экспериментальных исследований с целью определения усилий для подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт и полностью погруженной под слой грунта;

разработка технологии освоения затопленной древесины, позволяющей уменьшить влияние топлякоподъемных работ на экологическое состояние водного объекта;

экономическое и экологическое обоснование выполнения работ по очистке рек Ангаро-Енисейского региона (АЕР) от затопленной древесины.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в следующем:

теоретически обоснован процесс подъема затопленных сортиментов с помощью гидроманипуляторов;

разработана и исследована математическая модель определения усилий подъема затопленной древесины частично или полностью погруженной в грунт;

получены зависимости усилий подъема древесины частично или полностью погруженной в грунт в зависимости от различных факторов;

разработана операционная технология освоения затонувшей древесины на базе использования плавучего основания малой осадки манипуляторного типа.

Научные положения, выносимые на защиту.

- исследования усилий для подъема древесины частично и полностью по-

груженной в грунт.

математические модели зависимости гидромеханических сопротивлений топляков подъему в зависимости от скорости подъема, характеристик грунта, геометрических размеров затопленных стволов частично погруженных в грунт и полностью погруженных под слой грунта;

операционная технология сбора затопленной древесины на малых реках.

зависимости для определения усилий подъема затопленной древесины, необходимые для проектирования топлякоподъемных агрегатов.

Реализация результатов исследований и их практическая ценность. Методика расчета усилий при подъеме затопленной древесной массы, технология освоения древесной массы на малых реках АЕР приняты для внедрения на Карапчанской ЛПБ, где доказана перспективность их внедрения, а также внедрены в учебный процесс при подготовке студентов специальности 260100 Ле-соинженерное дело, в учебных пособиях для вузов. Разработано оборудование, позволяющее уменьшить влияние топлякоподъемных работ на экологическое состояние водного объекта.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на конференциях по итогам научно-исследовательских работ за 2000-2005 г.: Проблемы химико-лесного комплекса: Научно-практическая конференция (Красноярск, 2000), Химико-лесной комплекс -проблемы и решения: Науч. пр. конф. (Красноярск, 2001), Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: Науч.-пр. конф. (Красноярск, 2001), Инновационный потенциал ЛПК Красноярского края: Науч.-пр. конф (Лесосибирск, 2001), Водные ресурсы региона, их охрана и рациональное использование: Экологическая конф. (Красноярск, 2004), Непрерывное эколог, образование и эколог, проблмы: Всерос. науч.-пр. конф. (Красноярск, 2004), Водные ресурсы региона, их охрана и рациональное использование: Региональная эколог, конф. (Красноярск, 2005). Результаты исследований отражены в грантах: РФФИ (грант А03-3.21-373) «Повышение эффективности очистки рек Ангаро-Енисейского региона от затопленной древесной массы»; (грант 4445) «Разра-

7 ботка экологически безопасной технологии очистки малых рек от затопленной

древесной массы».

Публикации результатов исследований. Основное содержание работы и результаты выполненных исследований опубликованы в 15 научных работах.

Объем работы. Диссертация общим объемом 133 стр. содержит: введение, четыре главы, заключение, список литературы (96 наименований), 49 рисунков, 20 таблиц, 4 приложения.

Количественная и качественная оценка затопленной древесной массы

Анализ физических свойств древесины показывает, что базисная плотность (за исключением древесины лиственницы) и усушка находятся в пределах, характерных для свежесрубленной древесины. Понижение плотности древесины лиственницы может быть объяснено вымыванием из нее ряда водорастворимых веществ.

Прочностные показатели ТД, исключая древесину березы, ниже, чем у свежей древесины. Особенно это характерно для древесины осины, у которой эти показатели оказались пониженными на 27-48%. Древесина сосны имеет существенное (более 50%) снижение статической твердости и относительно небольшое уменьшение (до 20%) предела прочности при статическом изгибе, величина остальных показателей в пределах нормы.

Для ТД лиственницы величина всех прочностных показателей устойчиво ниже (на 22....35%) соответствующих показателей свежесрубленной древесины.

Топляковая древесина березы в целом (кроме предела прочности при статическом изгибе) имеет показатели механических свойств, не отличающиеся от РСД. Кроме того, следует отметить, что она приобретает устойчивую равномерную окраску светло-розового и розового цвета, напоминающую окраску древесины груши и улучшающую ее декоративные свойства. При сушке заготовок из ТД березы и сосны установлено, что удовлетворительное качество может быть получено при применении режимов более мягких по сравнению со стандартными. Качество сушки образцов из ТД осины оказалось неудовлетворительным по причине разрушения образцов в связи с расслоением древесины по годичным кольцам и неоднородности усадки отдельных зон заготовки.

Последнее выражалось в существенной неровности поверхности, причем глубина впадин (особенно в зонах водослоя) доходило до 2 мм. Существенный процент брака (до 40 %) имел место при сушке заготовок лиственницы. Нарушение плотности происходило также из-за расслоения древесины по годичным кольцам.

Следует отметить, что сырье ТД почти всегда быстро (в течение 3-5 суток при /=18...20С) поражается плесневыми грибами, что наблюдается в виде налета зеленоватого цвета на всех поверхностях образцов. Результаты анализа процессов резания ТД вдоль и поперек волокон показали, что удельная работа, работа резания и другие силовые характеристики находятся в тех же пределах, что и для свежесрубленной древесины. Качество резания, фрезерования и шлифования удовлетворительное, сухая ТД хорошо склеивается при технологических режимах, рекомендуемых для обычной древесины. Сырая ТД на период хранения должна подвергаться антисептирова-нию. Основываясь на этих данных были предложены следующие пути использования затонувшей древесины - таблица 5 [21,22,37]. В Британской Колумбии (Канада) Западная лаборатория определила потенциальные возможности получения продукции из затонувшей древесины. Она установила выход сульфатной целлюлозы и качественной щепы из 200 произвольно выбранных бревен белой ели и муреевской сосны. Испытания показали высокое качество полученной щепы. Содержание щепы очень крупной фракции, определенное с помощью сит, соответст 21 вовало 6.2%. Гнилая древесина составляла 0.9%, сучки 2.9, игольчатая щепа 5.9 и мелочь 0.8%). Коры содержалось небольшое количество (менее 0.01%). Плотность щепы из затонувшей древесины на 10-15% выше, чем у щепы, изготовленной из обычной белой ели и муреевской сосны. Потери экстрактивных веществ и Сахаров с низким молекулярным весом во время нахождения древесины в воде приводит к увеличению древесного материала на единицу веса абсолютно сухой щепы, поступающей в варочный котел, по сравнению со щепой из свежесрубленной древесины [33]. В середине 90-х годов на кафедре ЛИД Братского индустриального института проведены исследования физико-механических свойств затопленной древесины и разработана технология ее переработки [34]. Плотность такой древесины, практически не отличается от здоровой. Предел прочности при сжатии вдоль волокон меньше стандартного на 20-25%, что снижает возможность использования этой древесины как строительного материала и сырья для выработки пиломатериалов. Выходом из сложившейся ситуации, по мнению сотрудников кафедры, является применение такой древесины в качестве сырья для производства так называемой модифицированной древесины. Одним из видов модифицированной древесины является древесина термомеханической модификации - прессованная древесина. Кафедрой ЛИД совместно с кафедрой механизации лесозаготовительного производства Санкт-Петербургской лесотехнической академии разработана технология получения строительных материалов из низкокачественной древесины методом термомеханического уплотнения. Видами продукции, получаемыми таким образом, являются паркет, торцовая шашка, брус и т.д. Опыт использования топляковой древесины имеется на Марийском ЦБК и ОЭДК «Заря» (г. Волжск). Древесина, поднятая со дна Лопатинскои воложки, использовалась большей частью для производства технологической щепы и изготовления бумаги, картона, ДВП, ДСП, а остальная часть на пиломатериалы и дрова топливные. Также из топляковой древесины, благодаря своеобразной структуре, получали высококачественные отделочные материалы, применяемые в мебельном производстве и строительстве [35, 36].

Теоретический расчет усилий подъема сортимента, погруженного под уровень дна на глубину h при подъеме за середину

Расчистку дна русел рек производят топлякоподъемными агрегатами следующими способами: траншейным, веерным или папильонированием.

При траншейном способе расчистки дна от топляка рабочий участок (прорезь) разбивают на продольные траншеи шириной, равной двойному вылету стрелы топлякоподъемного агрегата [46]. Кромки траншей закрепляют по берегу вехами.

Топлякоподъемный агрегат в начале первой траншеи раскрепляют четырьмя папильонажными канатами с наибольшей дальностью укладки якорей в сторону направления движения агрегата по траншее и наименьшей дальней стороны. Агрегат перемещают по течению ступенчато вдоль траншеи папильонажными канатами лебедок. Захват и подъем топляка проводят при постоянном вылете стрелы и повороте крана в пределах 180.

После того как топляк поднят в пределах дугообразной ленты, агрегат перемещают вперед на 3-6 м вдоль по оси траншеи и производят забросы грейфера в пределах новой ленты и т. д. После расчистки дна на первой траншее агрегат возвращают в исходное положение, смещая при помощи па-пильонажных канатов на смежную траншею. При большой длине траншеи перекладывают папильонажные якоря.

При веерном способе расчистки дна рабочий участок разбивают также на продольные траншеи шириной, равной удвоенной длине корпуса агрегата [46]. Положение кромок траншей закрепляют вехами. Топлякоподъемный агрегат раскрепляют четырьмя папильонажными тросами. Захват и поднос топляка производят при. постоянном вылете стрелы с забросами грейфера по дугообразной ленте, описываемой смещением корпуса агрегата на 45 в обе стороны от оси траншеи. Это достигается за счет неизменного положения крепления носовых папильонажных канатов.

Продольное движение агрегата по траншее производят подачей вперед на 2-6 м при помощи папильонажных канатов и лебедки. После разработки первой траншеи агрегат переходит на следующую траншею.

При папильонажном способе расчистки дна рабочий участок (прорезь) разбивают на поперечные параллельные ряды (ленты) рабочих папильонажных ходов шириной 2-6 м, кромки которых отмечают вехами [47]. Агрегат раскрепляют также, как и в предыдущих способах, но перемещают поперек прорези от одной ее кромки до другой, описывая параллельные ленты. Продольное движение агрегата по прорези производят подачей вперед при помощи папильонажных канатов и лебедок. Захват и подъем топляка производят при постоянном вылете стрелы с поворотом крана в пределах 90. Произведя один ряд забросов по дуге 90, агрегат перемещают по поперечной ленте в рабочем направлении папильонажного хода на величину захвата грейфера и производят следующий ряд забросов по дуге 90 и т. д. Топлякоподъемные работы в зависимости от природных и производственных условий производят по одной из следующих технологических схем.

Схема 1 - расчистка траншейным способом сильно засоренных акваторий (выгрузочных рейдов, рейдов приплава, лесохранилищ и др.) с концентрированным залеганием топляка с транспортировкой его в плашкоутах к месту выгрузки на берег. Расчищаемый участок разбивают на траншеи, отмечаемые вехами.

Установка и раскрепление топлякоподъемного агрегата производятся (на основании русловой съемки с трассой прорези) своим ходом при наличии движителей либо при помощи мотозавозни. Грейфер должен при продольном расположении топляка ориентирован поперек диаметральной плоскости (ДП) агрегата, при поперечном расположении топляка - по оси агрегата. Изменение ориентации грейфера производится путем присоединения тросика успокоителя грейфера. Продвижение агрегата по траншее, заброска грейфера, подъем и укладка топляка производятся в порядке, установленном при работе агрегата траншейным способом. Контроль за забросами грейфера производится глазомерно. Чистота дна проверяется контрольными повторными забросами грейфера. Агрегат снабжают двумя плашкоутами.

Схема 2 - расчистка веерным способом сильно засоренных акваторий с замытыми концентрированными залежами топляка, требующими для их подъема размыва дна гидромониторной установкой; транспортировка топляка в плашкоутах к месту выгрузки на берег. Разбивка прорези на траншеи, установка, перемещение агрегата, опускание грейфера, захват и подъем топляка производятся в порядке, установленном при работе агрегата веерным способом. Работа агрегата ведется при постоянном вылете стрелы в ДП агрегата на расстоянии 4-5 м от выходного отверстия сопла гидромониторной установки. Схема 3 - расчистка папильонажным способом акваторий со средним засорением топляком и транспортировкой его в плашкоутах к месту выгрузки на берег. Все подготовительные работы и технологический процесс подъема и укладки топляка осуществляются в порядке, установленном при работе агрегата папильонажным способом.

Схема 4 - расчистка узких стесненных акваторий, засоренных топляком с выгрузкой его на берег топлякоподъемным агрегатом [47]. Применяют траншейный способ расчистки дна. Все подготовительные работы и технологический процесс подъема топляка организуются как и по схеме 1, с той разницей, что раскрепление агрегата папильонажными канатами производят за береговые опоры, выгрузку топляка осуществляют не в плашкоуты, а на берег или в лесовозный транспорт. Если вылета стрелы недостаточно для выгрузки топляка на берег, то расчистку производят с одной или двумя перекидками топляка.

Анализ результатов теоретико-экспериментальных исследований

Использование агрегата такой конструкции позволяет вести работы по подъему затопленной древесины на мелководных участках малых рек благодаря небольшой осадке.

Доставка агрегата до места проведения работ осуществляется буксированием катером КС-100, что становится возможным благодаря наличию на плавучем основании кнехтов 5, за которые цепляются буксировочные тросы.

Технологический процесс заключается в следующем. Выбранный для очистки водный объект обследуется на предмет выявления мест концентрации топляковои древесины и ее количества. В качестве метода проведения изысканий используется гидроакустическая разведка. Основными достоинствами ее по сравнению с другими способами обследования водоемов (визуальное наблюдение, выборочная очистка контрольных площадей и т.д.) являются: возможность использования прибора с самоходного судна или весельной шлюпки, отсутствие узлов и деталей, непосредственно воздействующих на объекты разведки, простота эксплуатации и получение непрерывной документальной записи, служащей первичным результатом разведки. В 70-х годах прошлого века опыт разведки затонувшей древесины был проведен ЦНИИлесосплава в лаборатории и на натуре. На основании полученных данных были сделаны следующие выводы: - древесина, лежащая на дне или покрытая наносами, отражает часть акустической энергии, чем подтверждается применяемость гидроакустического метода разведки; - акустическое сопротивление затонувшей древесины и граничащих средств отличается незначительно. Это свидетельствует об относительной прозрачности топляков для звуковых колебаний, что обеспечивает возмож 97 ность обнаружения многослойных залежей бревен, замытых наносами; - установлено, что коэффициент поглощения растет с увеличением частоты излучения; - глубинность локации (по грунтам) может быть достигнута применением низких (звуковых) частот. Для обследования донных поверхностей могут быть рекомендованы ультразвуковые частоты (80-100 кГц) [94]. По результатам разведки строится план работ. Катер КС-100 доставляет агрегат к месту проведения топлякоподъемных работ. Маневрируя «наводит» его на базовую точку и отцепляет буксировочные тросы. Подъем затопленной древесной массы ведется по схемам, рекомендуемым для агрегата ЛС-41 (веерная, траншейная и т.д.) в зависимости от условий. Освоенная древесина грузится на транспортное средство и доставляется потребителю буксировщиком КС-100. Во время проведения топлякоподъемных работ наблюдается образование «факела» взвеси из илистых, глинистых и песчаных частиц, увлекаемых за собой топляком при его подъеме. Это негативно сказывается на состоянии водного объекта. Особенно ощутимо увеличение концентрации взвешенных частиц будет сказываться на малых реках. С целью уменьшения этого негативного воздействия топлякоподъемных работ нами была предложена конструкция навесного оборудования для манипулятора (рис. 4.2), позволяющего значительно снизить объем взвеси. Использование предлагаемого оборудования позволяет также производить точную наводку манипулятора в процессе проведения топлякоподъемных работ. К манипулятору крепится шарнирно устройство, осуществляющее «обволакивание» бревна пленкой перед его подъемом. Работа устройства основана на использовании силы присоса, возникающей по периметру тела при его отрыве от грунта. Под действием этой силы пленка «обволакивает» бревно и значительно уменьшает объем образующейся взвеси. Работа устройства осуществляется следующим образом. После на 98 водки манипулятора 1 и захвата топляка 11 гидроцилиндр 2 опускает устройство до плоскости, параллельной плоскости залегания топляка. Канат 3 через блоки 6 осуществляет раздвижение телескопической направляющей 5 на длину, большую длины сортимента. На держателе 15 располагается катушка 8 с рулоном пленки 10. Во время раздвигания направляющей 5 пленка, выходя из кассеты 13, растягивается над бревном. К внутренней стороне катушки 8 прицеплен трос, который при раз-движении направляющей сматывается с катушки 12. Трос пропущен через отверстия 14 в корпусе прижимных дуг 4. Дуги сцеплены тросом 10, что позволяет обеспечить равномерное распределение их по длине бревна. При выдвижении дуг они прижимают пленку к дну вокруг топляка - «обволакивают» его. Канат 10 служит для собирания направляющей. Шайба 7 на канате 10 зацепляет первую прижимную дугу 4 и тащит за собой. Остальные дуги в процессе раздвижения направляющей постепенно выдвигаются вслед за первой благодаря гибкой сцепке между ними. После подъема топляка навесное оборудование собирается и поднимается до плоскости, параллельной оси манипулятора гидроцилиндром 2. Наличие лимитирующих участков на реках ограничивает возможность транспортировки топляка типовыми судами и заставляет искать нетрадиционные конструкции с возможно минимальными осадками и габаритами по ширине при достаточной грузоподъемности. На кафедре ИВР СибГТУ было предложено использовать для транспортировки топляка тримаранов (рисунок 4.3). На основании предложенной сотрудниками кафедры ИВР методики ими был проведен расчет основных характеристик тримарана для частного случая при транспортировке топляка по реке Мана. Секция тримарана состоит из трех поплавков, изготовленных из стандартных стальных труб диаметром 1200 мм с толщиной стенки 8 мм. поплавки в нижней части шарнирно соединены между собой четырьмя поперечными связями из труб диаметром 200 мм, что позволяет легко демонтировать тримаран в пункте приплава и транспортировать его в пункты погрузки топляка.

Обоснование экономической эффективности сбора затопленной древесной массы на малых реках АЕР

Анализ физических свойств древесины показывает, что базисная плотность (за исключением древесины лиственницы) и усушка находятся в пределах, характерных для свежесрубленной древесины. Понижение плотности древесины лиственницы может быть объяснено вымыванием из нее ряда водорастворимых веществ.

Прочностные показатели ТД, исключая древесину березы, ниже, чем у свежей древесины. Особенно это характерно для древесины осины, у которой эти показатели оказались пониженными на 27-48%. Древесина сосны имеет существенное (более 50%) снижение статической твердости и относительно небольшое уменьшение (до 20%) предела прочности при статическом изгибе, величина остальных показателей в пределах нормы.

Для ТД лиственницы величина всех прочностных показателей устойчиво ниже (на 22....35%) соответствующих показателей свежесрубленной древесины.

Топляковая древесина березы в целом (кроме предела прочности при статическом изгибе) имеет показатели механических свойств, не отличающиеся от РСД. Кроме того, следует отметить, что она приобретает устойчивую равномерную окраску светло-розового и розового цвета, напоминающую окраску древесины груши и улучшающую ее декоративные свойства. При сушке заготовок из ТД березы и сосны установлено, что удовлетворительное качество может быть получено при применении режимов более мягких по сравнению со стандартными. Качество сушки образцов из ТД осины оказалось неудовлетворительным по причине разрушения образцов в связи с расслоением древесины по годичным кольцам и неоднородности усадки отдельных зон заготовки.

Последнее выражалось в существенной неровности поверхности, причем глубина впадин (особенно в зонах водослоя) доходило до 2 мм. Существенный процент брака (до 40 %) имел место при сушке заготовок лиственницы. Нарушение плотности происходило также из-за расслоения древесины по годичным кольцам.

Следует отметить, что сырье ТД почти всегда быстро (в течение 3-5 суток при /=18...20С) поражается плесневыми грибами, что наблюдается в виде налета зеленоватого цвета на всех поверхностях образцов.

Результаты анализа процессов резания ТД вдоль и поперек волокон показали, что удельная работа, работа резания и другие силовые характеристики находятся в тех же пределах, что и для свежесрубленной древесины. Качество резания, фрезерования и шлифования удовлетворительное, сухая ТД хорошо склеивается при технологических режимах, рекомендуемых для обычной древесины. Сырая ТД на период хранения должна подвергаться антисептирова-нию. Основываясь на этих данных были предложены следующие пути использования затонувшей древесины - таблица 5 [21,22,37]. В Британской Колумбии (Канада) Западная лаборатория определила потенциальные возможности получения продукции из затонувшей древесины. Она установила выход сульфатной целлюлозы и качественной щепы из 200 произвольно выбранных бревен белой ели и муреевской сосны. Испытания показали высокое качество полученной щепы. Содержание щепы очень крупной фракции, определенное с помощью сит, соответст 21 вовало 6.2%. Гнилая древесина составляла 0.9%, сучки 2.9, игольчатая щепа 5.9 и мелочь 0.8%). Коры содержалось небольшое количество (менее 0.01%). Плотность щепы из затонувшей древесины на 10-15% выше, чем у щепы, изготовленной из обычной белой ели и муреевской сосны. Потери экстрактивных веществ и Сахаров с низким молекулярным весом во время нахождения древесины в воде приводит к увеличению древесного материала на единицу веса абсолютно сухой щепы, поступающей в варочный котел, по сравнению со щепой из свежесрубленной древесины [33]. В середине 90-х годов на кафедре ЛИД Братского индустриального института проведены исследования физико-механических свойств затопленной древесины и разработана технология ее переработки [34]. Плотность такой древесины, практически не отличается от здоровой. Предел прочности при сжатии вдоль волокон меньше стандартного на 20-25%, что снижает возможность использования этой древесины как строительного материала и сырья для выработки пиломатериалов. Выходом из сложившейся ситуации, по мнению сотрудников кафедры, является применение такой древесины в качестве сырья для производства так называемой модифицированной древесины. Одним из видов модифицированной древесины является древесина термомеханической модификации - прессованная древесина. Кафедрой ЛИД совместно с кафедрой механизации лесозаготовительного производства Санкт-Петербургской лесотехнической академии разработана технология получения строительных материалов из низкокачественной древесины методом термомеханического уплотнения. Видами продукции, получаемыми таким образом, являются паркет, торцовая шашка, брус и т.д.

Похожие диссертации на Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона