5 Аналитический расчет влажности и размеров образцов после их длительной выдержки при заданных температурно-влажностных

условиях

Влажность образцов древесины после их длительной выдержки при заданных температурно-влажностных условиях проведенного эксперимента можно спрогнозировать путем выполнения аналитического расчета устойчивой влажности сорбции либо десорбции (в зависимости от начальной влажности образца древесины).

5.1 По диаграмме равновесной влажности (приложение Б, рисунок Б.1) для условий, при которых проводилась выдержка образцов и которые зафиксированы в таблице 2.1, следует определить значения равновесной влажности древесины. Данные заносят в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Значения устойчивой влажности образцов древесины

Номер образца	Равновесная влажность древесины, %	Устойчивая влажность образца, %
		установленная экспериментальным путем	вычисленная аналитически

5.2 Учитывая характер изменения влажности образцов в процессе выдержки, т.е. увлажнение (сорбция) или высыхание (десорбция), используя формулу (2.1) либо (2.2), установите расчетные значения устойчивой влажности образцов. Результаты зафиксируйте в таблице 2.3.

5.3 Сравните значения влажности, установленные аналитически и экспериментальным путем.

5.4 Используя формулы (2.4 - 2.5), установите линейные размеры, которые должны приобрести образцы вследствие их длительной выдержки при заданных температурно-влажностных условиях

(2.4)

, (2.5)

где S_к, b_к - соответственно толщина и ширина образца после длительной выдержки, мм;

S_н, b_н - толщина и ширина образца до эксперимента, мм;

К_рτ, К_рr - коэффициент разбухания соответственно в тангенциальном и радиальном направлении, %/% ;

W_н, W_к - влажность образца соответственно в начале и в конце эксперимента, %.

Значения коэффициентов К_рτ, К_рr, для различных пород древесины приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Коэффициенты разбухания К_р древесины

Порода	Коэффициент разбухания, %/%, влажности
	в радиальном направлении	в тангенциальном направлении
Лиственница	0,20	0,39
Сосна	0,18	0,31
Пихта	0,11	0,31

5.5 Линейные размеры образцов, установленные аналитически, запишите в таблицу 2.5.Сравните размеры образцов, установленные экспериментально и аналитически.

Таблица 2.5 – Размеры образцов после длительной выдержки

Номер образца	Коэффициент разбухания, %/%		Размеры образца, мм
	Крτ	Крr	в конце эксперимента			установленные аналитическим путем
			s	b	l	s	b	l

Выводы

1 Произошло ли изменение влажности и размеров образцов в результате их длительной выдержки при заданных температурно-влажностных условиях.

2 Установите, насколько точно экспериментальные значения влажности и размеров, соответствуют их расчетным параметрам. Если обнаружены расхождения, постарайтесь объяснить их причину.

Контрольные вопросы

1 Дайте определение понятий: «равновесная влажность», «устойчивая влажность» древесины.

2 Дайте определение понятий: «устойчивая влажность сорбции», «устойчивая влажность десорбции», «гистерезис сорбции».

3 Дайте определение понятий: «предел насыщения клеточных стенок», «предел гигроскопичности».

Лабораторная работа № 3

Коробление древесины (4 ч)

Одним из серьезных недостатков древесины является ее формонестабильность. При уменьшении содержания связанной влаги происходит изменение линейных размеров и формы древесины. Уменьшение размеров и объема древесины в результате удаления из нее связанной влаги называется усушка. Обратный процесс, т.е. увеличение линейных размеров древесины, в результате увеличения содержания связанной влаги - разбухание. Изменение формы древесных сортиментов в процессе высыхания называется коробление. Коробление подразделяется на поперечное (рисунок 3.1,а) и продольное. Продольное коробление является следствием наличия пороков и поэтому встречается не у всех сортиментов.

Поперечное коробление обусловлено различием усушки древесины в радиальном и тангенциальном направлениях. Усушка древесины в тангенциальном направлении в 1,5…2 раза больше, чем в радиальном. Или, говоря другими словами, годичные слои древесины по периметру усыхают в 1,5…2 раза больше, чем по радиусу древесного сортимента. В результате происходит своего рода «стягивание» годичных слоев и пиломатериалы приобретают форму желоба. Также следствием различия усушки в тангенциальном и радиальном направлениях является появление трещин в круглых лесоматериалах (рисунок 3.1, в), и в пиломатериалах, содержащих сердцевину (рисунок 3.1, г). Поперечное коробление характерно для всех пиломатериалов, за исключением радиальных (рисунок 3.1, б). В связи с этим есть необходимость в прогнозировании величины поперечного коробления.