18. Виды влаги в древесине. Физические явления, вызывающие усушку-разбухание древесины. Факторы, влияющие на величину усушки древесины.

Виды влаги в древесине.

В древесине содержится свободная и связанная вода.

СВОБОДНАЯ вода находится в полостях макрокапилляров (в трахеидах, сосудах). Удерживается в них механически, силами капиллярного взаимодействия

Все полости клеток соединены между собой порами, в результате чего в древесине существует разветвленная система макрокапилляров.

СВЯЗАННАЯ вода содержится в клеточных стенках.

Она связана с древесным веществом силами физико-химического поверхностного взаимодействия.

Связанная вода подразделяется на : микрокапиллярную и адсорбционную.

Микрокапиллярная влага (капиллярно-конденсационная), находится в свободных пространствах между макрофибриллами клеточных стенок т.е. в микрокапиллярах.

Адсорбционная влага удерживается поверхностью микро-, и элементарных фибрилл.

Адсорбционная влага , находится между элементарными фибриллами, микрофибриллами и фибриллами в виде непрерывных прослоек.

Физические явления, вызывающие усушку- разбухание древесины.

Разбухание – увеличение линейных размеров и объема древесины, при увеличении ее влажности. Усушка – явление обратное разбуханию.

Физический смысл- поглощение молекул водяного пара поверхностью элементарных фибрилл вызывает утолщение адсорбционных прослоек воды и следовательно увеличение размеров клеточных стенок. Обратный процесс удаления адсорбционной воды вызывает усушку. Диапазон влажности, в котором происходит разбухание от 0 до 30%. Усушка происходит в диапазоне влажности от 30 до 0%

Усушка зависит от: структурного направления, диапазона изменения влажности, породы (базисной плотности) древесины.

Зависимость усушки от структурного направления:

У_танг> У_рад в 1,5-2 раза

Вдоль волокон усушка ничтожна и не учитывается.

Зависимость усушки от диапазона изменения влажности

Максимальная (полная) усушка наблюдается при снижении влажности от Wп.н до W = 0 (Уmax), т.е от 30 до 0%

Зависимость усушки от породы (базисной плотности) древесины

Усушка зависит от породы древесины, а в пределах одной породы - от базисной плотности.

17. Виды, свойства и параметры агентов ГТО древесины. Процессы изменения их состояния. Приборы и способы (аналитический и графический) определения параметров агентов ГТО.

В различных процессах агентами обработки древесины могут быть жидкости и их растворы, газы и газовые смеси, пары жидкостей. В пропарочных камерах и автоклавах для оттаивания и прогрева древесины используется водяной пар или горячая вода. В конвективных сушильных камерах может использоваться водяной пар, влажный воздух, топочные газы. В установках для консервирования древесины применяются масла, органические и неорганические жидкости и их растворы.

Нагревание агентов обработки в промышленных установках осуществляется в теплообменниках путем передачи теплоты от греющего теплоносителя. В качестве теплоносителя может применяться жидкость, пар, газ или газовая смесь. В отдельных случаях подвод теплоты к агенту обработки может производиться от электрических нагревателей или путем подмеса теплоносителя к агенту обработки.

Превращение жидкости в газообразное состояние (пар) происходит посредством ее испарения или кипения. Испарение жидкости может происходить лишь с открытой поверхности. Сущность его состоит в том, что наиболее подвижные молекулы жидкости, преодолевая действие сил молекулярного притяжения, отрываются от ее поверхности, преодолевают силы внешнего сопротивления, переходят в свободное пространство и рассеиваются в нем. Такой процесс происходит при любой температуре жидкости.

С повышением температуры жидкости процесс испарения ускоряется, поскольку средняя скорость движения молекул возрастет. Однако принципиальный характер его остается прежним, испарение происходит только с поверхности жидкости, и лишь по достижении определенных условий происходит качественное изменение всего процесса парообразования – жидкость начинает кипеть.

Водяной пар, используемый в качестве теплоносителя, получают в парогенераторах в процессе кипения воды. В этом процессе образуется влажный насыщенный пар, содержащий мелкодисперсные частицы воды, при этом обе фазы (жидкая и газообразная) находятся в термодинамическом равновесии.

При полном выкипании воды пар становится однородным . В момент окончания парообразования температура его еще равна температуре кипения при данном давлении. Такое состояние пара называется сухим насыщенным.

Состояние сухого насыщенного пара является переходным и неустойчивым в тепловом отношении. Отвод теплоты от сухого насыщенного пара приводит к его конденсации, и он становится влажным насыщенным. Дополнительный подвод теплоты к нему приводит к повышению температуры. Пар, температура которого превышает температуру кипения при данном давлении, называется перегретым.

Влажный воздух, это смесь воздуха с паром воды. Такая смесь является агентом обработки большинства сушильных установок, в которых используется свойства воздуха поглощать из высушиваемого материала влагу. Поэтому, в отличие от обычных газовых смесей постоянного состава у влажного воздуха в процессах происходит изменение содержания влаги и при расчетах процессов изменения состояния влажного воздуха должно учитываться изменение его состава.

Плотность пара представляет собой количество килограммов пара, содержащегося в 1 м³ влажного воздуха. Эта характеристика получила второе название – абсолютная влажность воздуха.

Численное значение абсолютной влажности воздуха не в полной мере позволяет характеризовать его сушильную способность. Более удобной характеристикой в этом отношении является относительная влажность воздуха или степень насыщенности влажного воздуха

Для определения в практике используются специальные приборы - психрометры. Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, установленных на одной панели. Шарик одного из них смачивается. Влажный газ, обтекая поверхность шарика мокрого термометра и выделяя теплоту, испаряет смачивающую его воду. Смоченный термометр показывает температуру испарения воды. Разность показаний термометров называют психрометрической разностью температур. Чем больше психрометрическая разность температур, тем больше способность воздуха поглощать влагу. Равенство температур по сухому и смоченному термометрам говорит о том, что воздух полностью насыщен влагой.