Анализ исследований по тематике измельчения древесных отходов

Согласно сведениям Федерального агентства лесного хозяйства, за 2018 г. в России объем вывозки древесины составил 238,58 млн скл. м3 древесины, что составляет более 167 млн пл. м3, таким образом, объем лесосечных отходов составил ориентировочно 62,6 млн пл. м3. Объем отходов лесопереработки составляет дополнительно более 47,1 млн пл. м3. Суммарный объем лесосечных отходов и отходов лесопереработки составляет свыше 110 млн пл. м3. Организация эффективной утилизации и переработки отходов лесозаготовительного производства представляет собой комплексную научную проблему. Одним из основных направлений ее решения является развитие производства экологически чистого биотоплива из древесных отходов. Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике относится к приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. В распространенных математических моделях измельчения древесных отходов, основанных на теории контактного взаимодействия Герца, важнейший параметр рабочего органа машины-измельчителя - угол заточки, учитывается косвенно. Кроме того, распространенные математические модели используют линеаризованную зависимость для контактной силы. Известны математические модели, основанные на энергетических законах измельчения, позволяющие проводить расчет энергозатрат на измельчение. Для дальнейшего их развития необходимы обширные лабораторные и производственные испытания по определению коэффициентов функций энергоемкости измельчения, значения которых зависят как от свойств сырья, так и от параметров рабочего органа измельчителя. Для управления временем измельчения, от которого зависит как производительность, так и энергоемкость подготовки сырья на стадии измельчения, пользуются кинетическими моделями измельчения. В науке о лесозаготовительном производстве модели кинетики измельчения рассматривались, в основном, как экспериментальные зависимости. В технике известны общие модели кинетики измельчения, основанные на интегро-дифференциальных уравнениях баланса фракций. Сложность их использования заключается в задании вероятностей разрушения и параметров эволюции распределительной функции по времени. При большом числе узких классов материала задача разбивается на серию подзадач, параллельное решение которых, в общем случае при произвольных функциях вероятности разрушения и времени ожидания, представляет собой отдельную трудоемкую задачу вычислительной математики.