На основе дифференциальных уравнений материального баланса в герметичной камере и тепломассопереноса в исследуемом объекте при заданных краевых условиях разработана математическая модель, описывающая технологические процессы протекающие с изменением давления среды. Представлена методика проведения экспериментальных исследований процесса насыщения материала в установке, работающей в периодическом режиме при меняющемся давлении среды. В качестве модельного материала для экспериментальных исследований взят шпон березы, тепло- и массопроводные характеристики которого широко известны. Подготовка эксперимента заключалась в изготовлении образцов насыщаемого материала, в виде пластин прямоугольной формы с размерами 30*90 мм и толщиной 4 мм. Результаты физического и математического моделирования отражены в виде профилей изменения влагосодержания и температуры по сечению материала в процессе насыщения. Установлено, что активный процесс насыщения шпона влагой при меняющемся давлении среды наблюдается в течении первых 15 минут, а температура к этому времени в центре материала превышает 120 °С. Результаты математического моделирования получены с использованием программной среды Visual Basic for Applications. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышает 15%. Разработанная математическая модель процесса позволяет при вариации мощностей источников (парогенератора) и стоков (конденсатора и вакуумного насоса) рекомендовать режимы ведения технологического процесса или подбирать мощности парогенератора и насоса в соответствии с требуемым законом изменения давления в технологическом процессе. Для физического моделирования исследуемого процесса при переработке древесного сырья создана экспериментальная установка, на которой получены экспериментальные данные, подтверждающие адекватность разработанной модели.
On the basis of differential equations of material balance in a hermetic chamber and heat and mass transfer in the object under study under given boundary conditions, a mathematical model describing technological processes occurring with changes in medium pressure has been developed. The methodology of experimental studies of the process of material saturation in a unit operating in a periodic mode at varying medium pressure is presented. Birch veneer is taken as a model material for experimental studies, the heat and mass transfer characteristics of which are widely known. The preparation of the experiment consisted in the production of samples of the saturated material, in the form of rectangular plates with dimensions of 30 * 90 mm and a thickness of 4 mm. The results of physical and mathematical modeling are reflected in the form of profiles of changes in moisture content and temperature along the cross section of the material during saturation. It is established that the active process of saturation of the veneer with moisture under changing medium pressure is observed during the first 15 minutes, and by this time the temperature in the center of the material exceeds 120 ° C. The results of mathematical modeling were obtained using the Visual Basic for Applications software environment. The discrepancy between the calculated and experimental data does not exceed 15%. The developed mathematical model of the process makes it possible, when the capacities of sources (steam generator) and drains (condenser and vacuum pump) vary, to recommend the modes of conducting the technological process or to select the capacities of the steam generator and pump in accordance with the required law of pressure change in the technological process. For physical modeling of the investigated process in the processing of wood raw materials, an experimental setup was created, on which experimental data confirming the adequacy of the developed model were obtained.