Kuivauksen simulointimallin parametrien optimointi koekuivauksin

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Date

2006

Major/Subject

Puutekniikka

Mcode

Puu-28

Degree programme

Language

fi

Pages

88+13

Series

Abstract

Tämän työn tarkoitus oli parantaa sahatavaran kuivauksen simulointiin soveltuvaa Laatukamari-ohjelmaa. Simulointimalli laskee annetuilla lähtöarvoilla sahatavaran kosteuden tai kuivausajan, kosteuden hajonnan, kosteusgradientin sekä arvion halkeilusta. Mallin kosteuden laskentakaavojen parametreja optimoitiin kuivauskokeiden tulosten avulla. Tutkittava puulaji oli kuusi. Työn aikana suoritettiin 10 laboratoriokoetta ja 7 teollisuuskoetta kolmella suomalaisella sahalla. Laboratoriokokeissa tehtiin mittauksia kuivauksen aikana ja sahatavaraa poistettiin kuivaamosta 3 erässä. Tavoitekosteudet olivat 1. kokeessa 50, 40 ja 30 % sekä muissa kokeissa 30, 20 ja 10 %. Sahatavaran paksuudet olivat 22 - 63 mm. Teollisuuskokeissa varmistettiin kuivauslaadun toteutuminen kuivauksen päätyttyä. Tutkitut kuivaamotyypit olivat 1-vaihekanava-, OTC-kanava- sekä kamarikuivaamo. Tavoitekosteudet olivat 12 - 18 % ja sahatavaran paksuudet 22 - 75 mm. Ennen kuivausta määritettiin sahatavaran alkukosteus, kuiva-tuoretiheys ja sydänpuun osuus. Kuivauksen aikana mitattiin kuiva- ja märkälämpötila kuivaamossa ja kuivauskuormassa, ilmannopeus rimaväleissä sekä puun sisälämpötila. Kuivauksen jälkeen mitattiin puun kosteus, kosteuden hajonta, kosteusgradientti, case hardening sekä halkeilu ja hiushalkeilu. Simuloinnin lähtötiedot syötettiin ohjelmaan ja testattiin sen toiminta. Optimoinnin jälkeen verrattiin mittaustuloksia vanhalla ja uudella mallilla simuloituihin tuloksiin. Vanha malli laski laboratoriokokeissa 1. koetta lukuun ottamatta 0,5 % ja uusi malli 2,2 % mitattuja pienemmät kosteudet. Teollisuuskokeissa vanha malli laski 2,8 % ja uusi 0,6 % mitattuja suuremmat kosteudet. Simuloitujen kosteuksien poikkeamat olivat teollisuuskokeissa lautatavaralla vielä optimoinnin jälkeen liian suuria, mutta sydäntavaralla päästiin melko hyvään tarkkuuteen. Kosteuden hajonnan ja kosteusgradientin laskenta toimi uudessa mallissa melko hyvin, kun simuloitu kosteus vastasi mitattua. Halkeilun laskennan parametreja ei työn aikana muutettu. Malli laski laudoille liian vähän halkeilua ja sydäntavaralla tuloksissa oli muutamia suuria poikkeamia. Laatukamariin lisätään jatkossa case hardeningin, hiushalkeilun, puun sisälämpötilan ja energiankulutuksen laskenta. Case hardeningin ja hiushalkeilun tulokset olivat suuntaa-antavia, mutta niiden perusteella voidaan muodostaa yksinkertainen laskentamalli. Puun lämpötilan laskentaa ei ole aiemmin näytetty ohjelmassa, mutta se toimi mittausten perusteella hyvin. Kanavakuivaamoissa suoritettujen kokeiden tulosten perusteella kehitetään jatkossa uusi Laatukanava-simulointimalli Projektin jatkuessa Laatukamarin laskentaa tullaan parantamaan edelleen.

Description

Supervisor

Viitaniemi, Pertti

Thesis advisor

Tarvainen, Veikko
Lahti, Pia

Keywords

simulation model, simulointimalli, sawn timber, sahatavara, drying, kuivaus

Other note

Citation