1.4.3 Влажность

Влажность древесного топлива может изменяться в очень ши­роких пределах. В мебельном и деревообрабатывающем произ­водствах влажность некоторых видов отходов составляет 10... ...12%, в лесозаготовительных предприятиях влажность основ­ной части отходов составляет 45... 55 %, влажность коры при окорке отходов после сплава или сортировки в водных бассей­нах достигает 80 %.

Влажность древесной биомассы — это количественная характеристика, показывающаясодержание в биомассе влаги. Различают абсолютную и относительную влажность биомассы.

Абсолютной влажностью называют отношение массы влаги к массе сухой древесины:

(2.4)

где Wa — абсолютная влажность, %; m — масса образца во влажном состоянии,г; m0 — масса того же образца, высушен­ного до постоянного значения, г.

При расчетах процессов сушки древесины используется аб­солютная влажность. В теплотехнических расчетах применя­ются только относительная, или рабочая, влажность.

Относительной влажностью или рабочей называют отношение массы влаги к массе сухой древесины:

(2.4)

где Wр — оносительная или рабочая влажность, %; m — масса образца во влажном состоянии,г; m0 — масса того же образца, высушен­ного до постоянного значения, г.

Различают две формы влаги, содержащейся в древесной био­массе: связанную (гигроскопическую) и свободную. Связан­ная влага находится внутри стенок клеток и удерживается физико-химическими связями; удаление этой влаги сопряжено с дополнительными затратами энергии и существенно отража­ется на большинстве свойств древесинного вещества.

Свободная влага находится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Свободная влага удержива­ется только механическими связями, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на механические свойства древесины.

Состояние древесинного вещества, при котором свободная влага отсутствует, а клеточные стенки содержат максимальное количество связанной влаги, соответствует пределу насыщения или пределу гигроскопичности.

Пределом насыщения называют максимальную влажность древесинного вещества клеточных стенок свежесрубленной древесины или древесины, увлажненной путем длитель­ного выдерживания в воде.

Пределом гигроскопичности называют мак­симальную влажность клеточныхстенок древесинного веще­ства при увлажнении его в насыщенном влагой воздухе.

Влажность различных частей растущего и свежесрубленного дерева неодинакова. Средняя влажность ядровой древесины хвойных пород составляет 25-30%, спелой древесины 35-40%. У древесных пород влажность древесины от периферии к центру уменьшается постепенно.

Общая влажность свежесрубленной древесины:

хвойных пород - 45-50%

мягколиственных - 40-50%

твёрдолиственных- 30-45%

Влажность древесины также оказывает влияние на теплотворную способность топлива(рис.2.4.)

Рисунок 2. График зависимости теплоты сгорания от влажности

При выдерживании древесины на воздухе происходит об­мен влагой между воздухом и древесинным веществом. Если влажность древесинного вещества очень высока, то при этом обмене происходит высыхание древесины. Если влажность его низка, то древесинное вещество увлажняется. При длительном пребывании древесины на воздухе, при стабильной температуре и относительной влажности воздуха - влажность древесины ста­новится также стабильной; это достигается тогда, когда упру­гость паров воды окружающего воздуха сравняется с упруго­стью паров воды у поверхности древесины. Величина устойчи­вой влажности древесины, выдержанной длительное время при определенной температуре и влажности воздуха, одинакова для всех древесных пород, но зависит от направления про­цесса. В процессе сушки древесины устойчивая влажность выше той, которая получается в процессе увлажнения древе­сины. Разницу между устойчивыми значениями влажности при сушке и увлажнении принято называть гистерезисом сорбции.

Мелкая древесина (опилки, стружка, щепа) с большой удельной поверхностью имеют ничтожно малый гистерезис сорбции и ее устойчивую влажность называют равновес­ной

Равновесная влажность одинакова у древесины различных пород и полностью определяется параметрами воздуха, в среде которого она находится.

В дальнейшем будет показано, что повы­шение влажности древесного топлива снижает производитель­ность и КПД котлоагрегатов. В целях экономии энергии необходимо в котельных лесопромышленных предприятий преду­смотреть проведение мероприятий по снижению влажности дре­весного топлива, поступающего в топочные устройства.