Sấy gỗ thực chất là một quá trình làm bay hơi nước trong gỗ, là quá trình làm khơ gỗ. Trong kỹ thuật sấy gỗ, thơng thường gỗ được làm khơ trong mơi trường khơng khí nĩng hoặc hơi đốt. Khơng khí và hơi đốt trong kỹ thuật sấy thường được gọi là mơi trường sấy. Quá trình sấy, ngồi đặc điểm, tính chất của nguyên liệu sấy, phụ thuộc hồn tồn vào nhiệt độ, độẩm và tốc độ chuyển động của mơi trường sấy và sự trao đổi nhiệt là sự dịch chuyển nhiệt trong vật thể.
Sự trao đổi vật chất là sự dịch chuyển vật chất (khí, chất lỏng hay dung dịch) ở trong vật thể cấu tạo rỗng hệ thống mao quản và sự chuyển hố vật chất từ vật thể sang mơi trường, hay từ mơi trường vào vật thể.
Nĩi chung, cơ chế vận hành và thời gian quá trình sấy gỗđược xác định bởi những quá trình vận chuyển sau. Vận chuyển ẩm trong gỗ dưới tác động của chênh lệch ẩm (sự dẫn ẩm). Vận chuyển ẩm trong gỗ dưới tác động của chênh lệch nhiệt độ . Sự bốc hơi của ẩm từ bề mặt gỗ (quá trình trao đổi ẩm). Quá trình trao đổi nhiệt của gỗ với mơi trường sấy và vận chuyển ẩm của gỗ dưới tác động của áp lực
Nĩi chung sấy gỗ là quá trình rất phức tạp nĩ diễn ra dưới hàng loạt diễn biến vật lý, hố học, sự trao đổi nhiệt giữa mơi trường và dịch chuyển ẩm trong lịng vật liệu ra bề mặt của gỗ sấy. Sự trao đổi ẩm của bề mặt gỗ với mơi trường sấy.
Hàm lượng nước chứa trong gỗ được đặc trưng bằng độ ẩm của gỗ là hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một đơn vị khối lượng gỗ.
Sự thay đổi độ ẩm của gỗ dẫn đến sự thay đổi hình dạng kích thước, vì vậy độẩm của gỗ sau khi sấy phải ổn định hình dạng kích thước.
Như vậy, mục đích của quá trình sấy gỗ là giảm độ ẩm phù hợp với mơi trường sử dụng và yêu cầu cơng nghệ khi gia cơng. Trong quá trình sấy người ta phân ra các phương pháp sấy gỗ khác nhau dựa vào các tính chất khác nhau, đặc điểm của truyền nhiệt truyền chất của thiết bị sấy mà phân ra các phương pháp sấy: phương pháp thơng dụng và hiệu quả nhất là sấy gỗ sấy đối lưu nhiệt với các chất dẫn sấy là khơng khí, hơi quá nhiệt khi đốt trong các lị sấy.
Cĩ rất nhiều phương pháp giải quyết bài tốn tối ưu để tìm ra phương pháp tối ưu. Đề tài sử dụng bài tốn tối ưu tổng quát như sau:
Như chúng ta đã biết trong mọi quá trình lập dự án, thiết kế hay vận hành và điều khiển một hệ thống, chúng ta thường muốn tìm ra phương án tối ưu nhất. Tối ưu nhất ở đây được hiểu theo nghĩa là giá thành, chi phí, nguyên vật liệu bỏ ra là thấp nhất, hiệu quả thu được là cao nhất, tiết kiệm thời gian nhất, chất lượng sản phẩm cao nhất. Khi chuyển về dưới dạng mơ hình tốn học thì các bài tốn nêu trên đều trở thành bài tốn tìm cực trị (cực tiểu hoặc cực đại) của một hàm. Hàm cĩ thể được nêu dưới dạng tường minh hoặc dạng hộp đen tuỳ theo từng trường hợp cụ thể, tuy nhiên bao giờ cũng hình thành một quan hệ hàm giữa các yếu tốđầu vào và yếu tốđầu ra.
Khoa học nghiên cứu bài tốn tìm cực trị, cụ thể thường là cực tiểu, được gọi là tối ưu hố hay quy hoạch tốn học. Bài tốn tìm cực đại cũng sẽđược quy về bài tốn tìm cực tiểu: Thơng thường, các biến sốđầu vào của hàm số thường bị giới hạn bởi những điều kiện kỹ thuật cụ thể, ví dụ như nhiệt độ của quá trình bị giới hạn,kích thước của thiết bị bị giới hạn, đây chính là hình hộp khống chế các khoảng biến. Ngồi việc các biến bị giới hạn, bài tốn tối ưu thường cĩ các yêu cầu kèm theo, ví dụ như thời gian của dự án, của quá trình phải nhỏ hơn 1 thời gian yêu cầu nào đĩ, số vốn đầu tư cung cấp cho dự án là cố định,… Do đĩ một bài tốn tối ưu hố tổng quát thường được phát biểu như sau:
F(x) →max(min) Với các điều kiện
g(x) (≤; =; ≥) bi. (I=1.m) x< X< Rn
Như vậy, mọi bài tốn kỹ thuật cĩ thể đưa về bài tốn tối ưu hố tương đương. Tuy nhiên, trong thực tiễn bài tốn tối ưu hố quan trọng nhất là bài tốn tối ưu hố đa mục tiêu mà các mục tiêu này cĩ xu hướng trái ngược nhau. Điều này là do trong thực tế một quá trình cơng nghệ hay một thiết bị được đánh giá bởi nhiều chỉ tiêu chất lượng khác nhau, các chỉ tiêu này đơi khi cùng chiều nhưng đa phần là
ngược chiều. Ví dụ như một thiết bị trao đổi nhiệt vừa phải nhỏ gọn vừa phải cĩ diện tích trao đổi nhiệt lớn, trở lực qua thiết bị phải nhỏ,… Trên cơ sởđĩ hình thành lớp bài tốn tối ưu hố đa mục tiêu.
Điều này thể hiện được vai trị quan trọng của ngành tối ưu hĩa đối với khoa học, kỹ thuật nĩi riêng và đời sống xã hội nĩi chung.
Về ý nghĩa của bài tốn tối ưu hố, chúng ta cĩ thể thấy, tối ưu hố là một trong những vấn đề cĩ tính kinh điển của tốn học, cĩ ảnh hưởng sâu rộng tới các lĩnh vực khoa học – cơng nghệ và kinh tế - xã hội. Việc xác định được phương án tối ưu khi thiết lập dự án, thiết kế, vận hành, điều khiển một hệ thống cơng nghệ cũng như các quá trình khác trong đời sống kinh tế - xã hội sẽ giúp chúng ta cĩ phương án hợp lý nhất, tốt nhất, chỉ khi dựa trên lời giải tối ưu thì chúng ta mới cĩ khả năng lập kế hoạch hợp lý, tiết kiệm chi phí, tài nguyên, nguồn lực mà lại cho hiệu quả cao nhất, tránh gây lãng phí nguồn lực và thời gian trong mọi cơng việc.
Mơ hình bài tốn
Mơ hình bài tốn cho một đối tượng cĩ thể chia thành 4 bước
Bước 1: Xây dựng mơ hình định tính cho vấn đề thực tế tức là xác định các vấn đề cĩ yếu tố quan trọng nhất về xác lập các quy luật mà chúng ta phải tuân theo.
Bước 2: Xây dựng mơ hình tốn học cho vấn đềđang xem xét, tức là diễn tả lại dưới dạng ngơ ngữ tốn học cho một mơ hình định tính. Khi cĩ một hệ thống ta chọn các biến cốđặc trưng cho các trạng thái hệ thống. Mơ hình tốn học thiết lập mối quan hệ giữa các biến số và hệ sốđiều khiển hiện tượng.
Bước 3: Sử dụng các cơng cụ tốn học để khảo sát và giải quyết bài tốn hình thành trong bước 2. Căn cứ vào mơ hình đã xây dựng cần phải lựa chọn và xây dựng phương pháp giải cho phù hợp, sau đĩ chúng ta cụ thể hố phương pháp giải bằng các thuật tốn tối ưu.
Bước 4: Phân tích và kiểm định các kết quả tính tốn được trong bước 3