Mathematical model of the pressing process of lightweight particleboards with the expanded polystyrene in content Математична модель процесу пресування легких стружкових плит із вмістом пінополістиролу
Journal Title: Наукові праці Лісівничої академії наук України - Year 2018, Vol 17, Issue
Abstract
Assuming that the chip-polymer package overlaid by rotary-cut veneer has the form of a plate located between the press plates heated to a certain temperature, and applying the known laws of Fourier thermal conductivity and the equation of heat quantity which is used to heat the material to the appropriate depth, a mathematical model of the pressing process of lightweight particleboards with different contents of expanded polystyrene was proposed. The model combines the physical properties of the constituent components of the chip-polymer package of the overlaid by rotary-cut veneer lightweight particleboard containing expanded polystyrene and the parameters of the pressing regime. Duration of heating of chip-polymer package up to 100°С depending on the pressing temperature, the density of the boards and the content of expanded polystyrene based on the mathematical model was calculated. It was found that the duration of heating of the chip-polymer package up to 100°C increases by 10% with an increase in the density of the boards from 350 kg/m3 to 550 kg/m3 for the same values of the contents of the expanded polystyrene and the pressing temperatures. This increase in the duration of heating the middle of the chip-polymer package up to 100°C is due to the increase in the mass of its components at a constant heat flux transmitted from the press plates. The presence of expanded polystyrene leads to an increase in the duration of heating of the chip-polymer package up to 100°C. This growth was 3, 7 and 9% with the content of expanded polystyrene in the boards 4, 7 and 10%, respectively, compared to the boards without the expanded polystyrene. The reason for this is the lower thermal conductivity of polystyrene foam compared to wood particles. An increase in the pressing temperature from 180°C to 200°C reduces by 12% the heating time of the chip-polymer package to 100°C at the same densities of the boards and the values of the expanded polystyrene content. As the pressing temperature increases, the temperature gradient increases, which is inversely proportional to the heating time of the chip-polymer package. Calculated by the model, the value of the duration of heating the middle of the package without expanded polystyrene to a temperature of 100°C coincides with the values of the duration of heating of the particleboards recommended in the literature. For the chip-polymer package with expanded polystyrene, the resulting model was tested experimentally. The values of theoretical and experimental dependencies are close, which confirms the adequacy of the developed model. Minor discrepancies in the experimental and theoretical values of the temperatures in the middle of the package are due to the heat losses into the environment, which are not taken into account in the developed model. Запропоновано математичну модель процесу пресування легких стружкових плит із різним вмістом пінополістиролу, яка поєднує фізичні властивості компонентів стружково-полімерного пакета, готової личкованої лущеним шпоном легкої стружкової плити із вмістом пінополістиролу та параметри режиму пресування. На основі математичної моделі розраховано тривалість прогрівання стружково-полімерного пакета до 100°С залежно від температури плит преса, щільності готових плит і вмісту в них пінополістиролу. Встановлено, що зі збільшенням щільності плит від 350 кг/м3 до 550 кг/м3 тривалість прогрівання середини стружково-полімерного пакета до 100°С збільшується на 10% за однакових значень вмісту пінополістиролу в плиті та температур пресування. Наявність пінополістиролу в стружково-полімерному пакеті спричиняє збільшення тривалості прогрівання його середини до 100°С. Це зростання становить 3, 7 і 9% за вмісту пінополістиролу в плиті відповідно 4, 7 і 10%, порівняно із плитами без вмісту пінополістиролу. Збільшення температури пресування від 180 до 200°С зменшує тривалість прогрівання середини стружково-полімерного пакета до температури 100°С на 12 % за однакових щільностей готової плити і значень вмісту пінополістиролу в ній. Розраховані за моделлю значення тривалості прогрівання середини пакета без пінополістиролу до температури 100оС збігаються з рекомендованими в літературі значеннями тривалості прогрівання стружкових плит. Для стружково-полімерного пакета з пінополістиролом отриману модель апробовано експериментально. Значення теоретичної та експериментальної залежностей є близькими, що підтверджує адекватність розробленої моделі.
Authors and Affiliations
Pavlo Bekhta, Liubov Baizova
Keywords
Related Articles
- EP ID EP430763
- DOI 10.15421/411833
- Views 77
- Downloads 0
Mathematical model of the pressing process of lightweight particleboards with the expanded polystyrene in content Математична модель процесу пресування легких стружкових плит із вмістом пінополістиролу
Assuming that the chip-polymer package overlaid by rotary-cut veneer has the form of a plate located between the press plates heated to a certain temperature, and applying the known laws of Fourier thermal conductivity a...
Tuberculosis of ash trees in Western Podillya of Ukraine: etiology, symptomatology and pathogenesis Туберкульоз ясена звичайного у Західному Поділлі України: етіологія, симптоматика, патогенез
It is emphasized that in recent years epiphytotic dieback of many forest tree species has been observed in Ukraine and in other countries. It is dynamic and has a tendency to increase. In the deep pathology of this pheno...
Лісівничо-таксаційна оцінка лісів Горган Silvicultural and biometric assessment of the Gorgany forests
Проаналізовано картографічний матеріал підприємств та встановлено межі регіону досліджень. Проаналізовано розподіл лісових насаджень досліджуваної території за типами лісу, запасом, часткою і продуктивністю ялинових ліс...
Варіабельність морфологічних і біохімічних ознак листків рослин роду Tilia L. в урбосередовищі [Variability of morphological and biochemical features in leaves of genus Tilia L. in urban ecosystem]
In urban ecosystems plants accumulate phytotoxic compounds and stay during long time under physiological stress conditions. Plants of genus Tilia are highly sensitive to stress factors and have morphological plasticity o...
The acquisition of woody biomass for energy purposes in Poland and Ukraine
Faced with the fact of dwindling conventional energy resources, coupled with increasing fuel consumption by many sectors of the economy, efforts are currently being focussed on improving methods aimed at increasing the...