6.Физические методы определения объема ствола

Для наиболее точного определения объема древесной массы применяют два физических способа: ксилометрический и весовой. Ксилометрический способ основан на известном законе физики: тело, погруженное в жидкость, вытесняет ее в объеме, равном своему объему. Весовой способ основан на другом законе физики: тело, погружаемое в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.

Прибор для измерения объема древесной массы первым способом называется ксилометром. Ксилометр представляет собой металлический цилиндр, чаще всего диаметром 50 см и высотой около 2 м. Ксилометр с переменным уровнем воды имеет сбоку цилиндра кран, в который вставлена стеклянная трубка. Позади трубки установлена шкала. Шкала может быть подвижной и неподвижной.

Ксилометр наполняют водой до уровня, совпадающего с нулевым делением шкалы. Если шкала подвижная, совмещение уровня воды с нулевым делением достигается путем передвигания шкалы. Совместив нуль шкалы с уровнем воды в трубке, погружают в воду кусок древесины я, чтобы он не всплывал, давят на него металлическим сетчатым кругом. Круг снабжен стержнем, закрепленным вверху ксилометра.

При погружении куска древесины уровень воды повысится. Число делений на шкале, соответствующее этому уровню, и составляет объем куска в принятых для ксилометра объемных единицах.

Отсчет нужно производить возможно быстрее, чтобы часть воды не успела впитаться в погруженную древесину.

Ксилометр с постоянным уровнем на определенной высоте также имеет кран. При пользовании таким ксилометром его наполняют водой до уровня крана и погружают в цилиндр кусок древесины. По количеству воды, которое при этом выльется через кран, определяют объем погруженного куска.

Прибор для измерения объема древесной массы вторым способом называется – гидростатические весы (тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько сколько весит вытесненная им жидкость).

V:v=P:p , где Р – вес партии и образца ; V=v* P/p

Точность метода зависит от ряда причин: от точности определения всей партии, от точности определения Р одного образца, от удачного выбора образца.

Объем древесины иногда определяют через ее плотность: V=P/б, где P – масса, б – плотный или объемный вес.

Объемный вес зависит: от породы дерева, от той части дерева от которой взята древесина, от возраста, от влажности, от места произрастания.

Поэтому ошибка при данном методе значительна, может достигать + - 10%. Т. о.данный способ используют для приблизительного определения объема, для погрузки или технических расчетах с большим коэффициентом запаса.

7. Сбег ствола

Диаметры древесного ствола от комля к вершине постепенно уменьшаются. Уменьшение диаметра на единицу длины ствола называется сбегом. Если 2 ствола имеют одинаковую высоту и одинаковый диаметр на высоте груди, но разный сбег, то и объем различен. Чем больше сбег, тем меньше объем. Сильно сбежистые стволы имеют меньшую хозяйственную ценность, так как дают больше отходов и меньше выход сортимента. Он может быть абсолютным или относительным. Абсолютный равен разности между диаметрами двух сечений ствола, отстоящих один от другого на расстоянии 1-го метра. (Нижний отруб 30см, верхний-29 см. сбег равен 1 см). Зная абсолютный сбег, можно дать представление о его форме и рассчитать любой диаметр ствола на любой высоте по сложной формуле Губера.

Относительный сбег используют для сравнения стволов. Берут диаметры, взятые на разной высоте ствола, и делят на величину диаметра на высоте груди, получаются относительные диаметры. Эти самые относительные диаметры являются относительным действительным сбегом ствола, чем меньше число, тем больше сбег. Диаметр ствола на высоте груд принимают за 100%. Все прочие диаметры выражают в % от диаметра на высоте груди. h1.3-100%, h2-96%, значит, сбег составляет 4%.

На различных участках ствола величина сбега различна: в нижней – большой, в средней – уменьшается, в верхушки – увеличивается.

Принято устанавливать средний сбег. Он равен разности между диаметрами верхнего и нижнего отрубов, делённой на длину отруба.

Sср = (Dн-dв):L

Где Dн -диаметр нижний, dв – диаметр верхний, L – длина отрубка.

Проведённые опыты показали, что сбег сосновых и еловых брёвен изменяется примерно одинаково и средние величины его близки между собой, поэтому для определения объёма могут применяться одни таблицы.

При распиловке бревен на доски, а так же при использовании их в строительстве практическое значение имеет различие в сбеге в верхней части бревен, не превышающих до длине 3 м, различие в сбеге в др. части бревна значение не имеют. Наибольшее изменение в сбеге наблюдается у крупных бревен.

При изучении влияния сбега на объём бревна его делят на две части: боковую или периферическую, которая называется зоной сбега, и цилиндрическую, и она называется цилиндрической кубатурой. Она определяется, как объём цилиндра: диаметр в верхнем отрубе и длина бревна.

У брёвен, имеющих одинаковую длину и верхние диаметры, независимо от различий в их сбеге, цилиндрическая кубатура будет одинаковой. Чем больше сбег имеет бревно, тем больше объём приходится на зону сбега. У коротких брёвен с большим диаметром сбег меньше, и наоборот. Сильное влияние оказывают ошибки в определении диаметра, что приводит к удвоенной ошибке в определении площади круга. Чем ближе форма ствола или бревна к форме цилиндра, тем полнодревеснее ствол или бревно.