Технические науки/5 Энергетика

Жилгильдинов Ж.С.

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

В ПРОЦЕССЕ СУШКИ

Сушка материалов на многих предприятиях является одним из самых энергоемких процессов. Данный технологический процесс приобретает особое значение в условиях, когда необходимо сохранение определенных свойств высушиваемого материала.

Сушка древесины - очень сложный процесс, характер которого определяется одновременным протеканием ряда физических явлений, главными из которых являются:

- передача тепла материалу от агента сушки или источника тепловой энергии - теплообмен;

- перемещение тепла внутри материала - теплопроводность;

- испарение влаги с поверхности материала в окружающую среду - влагоотдача;

- перемещение влаги внутри материала - влагоперенос.

Продолжительность сушки древесины зависит от ее вида и может занимать до двух месяцев. С каждым годом к этому процессу предъявляются все более жесткие условия, требующие сокращения энергозатрат и длительности процесса без ущерба качеству материала.

Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель – влажность . Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины:

,

(1)

где - начальная масса образца древесины, г;

- масса образца абсолютно сухой древесины, г.

При испытаниях с целью определения показателей физико-механических свойств древесины её кондиционируют, приводя к нормализованной влажности. Если нет особых примечаний, то показатель равен 12%.

На практике по степени влажности различают древесину:

- мокрую, > 100%, длительное время находившуюся в воде;

- свежесрубленную, = (50÷100) %, сохранившую влажность растущего дерева;

- воздушно-сухую, = (15÷20) %, выдержанную на открытом воздухе;

- комнатно-сухую, = (8÷12) %, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;

- абсолютно-сухую, = 0, высушенную при температуре =(103±2) °C.

Режим сушки древесины - это совокупность тепловлажностных воздействий сушильного агента на древесину, которые обеспечивают заданное качество и скорость сушки. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству сушки древесины, древесина может высушиваться режимами различных категорий по температурному уровню. В каждом конкретном случае режимы той или иной категории выбирают с учетом характера их воздействия на свойства древесины.

Режимы сушки подразделяют на высокотемпературные и низкотемпературные. К низкотемпературным режимам сушки относятся мягкие, нормальные и форсированые режимы.

Мягкие режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при полном сохранении естественных физико-механических свойств древесины, прочности и цвета. Эти режимы рекомендуются для сушки до транспортной влажности экспортных пиломатериалов, в которых не допускается выплавление смолы, выпадение сучков и изменение натурального цвета (потемнение древесины хвойных пород или пожелтение буковой и березовой древесины от нагревания).

Нормальные режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при полном сохранении прочностных показателей древесины с незначительными изменениями ее цвета. Данные режимы рекомендуются для сушки древесины для внутреннего потребления до любой влажности.

Форсированные режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при сохранении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при снижении прочности на скалывание и раскалывание до 20 % с потемнением древесины. Такие режимы рекомендуются для сушки до эксплуатационной влажности древесины и предназначена для изделий, работающих с большим запасом прочности.

Нами была поставлена задача исследовать изменение влажности для образцов древесины (сосна) толщиной 20 мм при мягких и форсированных режимах. Полученные результаты представлены на рисунке 1.

В результате обработки данных получены уравнения для мягкого и форсированного режимов соответственно:

,	(2)
,	(3)

где - влажность древесины, %;

- продолжительность процесса, час.

Рисунок 1 – Изменение влажности образцов из сосны толщиной 20 мм

Список использованных источников

1 Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1186 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/092.pdf

2 Справочник по сушке древесины /Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов/ Под ред. Е.А. Богданова. – М.: Лесн. пром-сть, 1990. – 340 с.