2.2.2 Тепловые свойства древесины

К основным тепловым свойствам древесины относятся: теплоемкость, теплопроводность и тепловое расширение. Показателем теплоемкости является удельная теплоемкость С, Дж/(кгград.), - это количество тепла, которое необходимо затратить, чтобы нагреть 1 кг массы древесного вещества на 1⁰С. Чем больше С, тем большее количество тепла можно аккумулировать в единице объема.

Теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности Вт/(мград) – это количество тепла, проходящего в единицу времени через стенку из данного материала толщиной в 1 м, площадью 1 м², при разности температур на противоположных сторонах стенки 1⁰С. Значения теплопроводности и теплоемкости древесины необходимы при выполнении расчетов процессов гидротермической обработки древесины, при использовании древесины в строительстве и изготовлении древесной посуды.

Тепловое расширение древесины характеризуется коэффициентом линейного теплового расширения , 1/град, - это изменение единицы длины тела при нагревании его на 1⁰С. В практике обычно не считаются с этим свойством, т.к. линейное расширение вдоль волокон в 3-10 раз меньше, чем металлов, и им можно пренебречь, а расширение поперек волокон (при влажности меньше 30 %), вызванное повышением температуры, гораздо меньше, чем расширение влажностное, происшедшее вследствие повышения температуры.

2.2.3 Звуковые свойства древесины

Эти свойства характеризуются способностью древесины проводить, поглощать, отражать, резонировать звук.

Звукопроводность характеризуется скоростью распространения звука С, м/с:

,

где l– длина образца, м;

f– резонансная частота, с^-1;

- время распространения упругой волны, с.

Значение С вдоль волокон древесины в зависимости от ее породы составляет 4700-5600 м/с, поперек волокон в 3-4 раза меньше. По изменению скорости распространения ультразвука в древесине можно контролировать ее качественные показатели.

Звукопроницаемость древесины оценивается разницей уровней звукового давления (дБ – децибел) перед и за перегородкой из древесины. Звукопоглощение оценивается коэффициентом звукопоглощения – отношением звуковой энергии, теряемой в материале, к величине подводимой энергии.

Резонансная способность – это свойство древесины усиливать и излучать звук, еще называемое резонансным. В деревянных музыкальных инструментах колебания струны передаются деке, а она излучает их в воздух. Деку изготавливают из специальных сортов древесины, называемой резонансной древесиной. Это прежде всего ель, кедр, пихта.

2.2.4 Электрические свойства древесины

Электропроводность – способность древесины проводить электрический ток находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления. Полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух составляющих: объемного (сквозь толщу образца) и поверхностного сопротивлений. Удельное объемное сопротивление, Омсм, равно сопротивлению прохождения тока через образец древесины размером 111 см; удельное поверхностное сопротивление, Ом, равно сопротивлению квадратного участка поверхности образца при подведении тока к электродам, ограничивающим две противоположные стороны этого квадрата. Испытания для измерения электрического сопротивления древесины проводят по ГОСТ 18408 "Древесина. Методы определения электрических сопротивлений при постоянном напряжении". Удельное сопротивление древесины имеет практическое значение, если древесина используется для столбов связи и линий электропередачи, при измерении влажности древесины, нанесение лаков в электрическом поле.

Электрическая прочность характеризуется отношением напряжения, при котором наступил пробой материала к толщине материала:

,

где U_пр– напряжение пробоя, кВт;

h– толщина материала, мм.

Этот показатель имеет значение при оценке древесины как электроизолирующего материала.

Диэлектрические свойства древесины оцениваются двумя показателями: диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла потерьtg. Первый показатель численно равен отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости того же конденсатора с воздушным зазором. Второй показатель характеризуется углом потерь. Это угол между двумя векторами тока, один из которых опережает вектор напряжения на угол 90⁰, если нет потерь, второй опережает вектор напряжения на угол меньший, чем 90⁰вследствие диэлектрических потерь в древесине. Значениедля воздуха 1, древесины 2-4, клея 25,tgдля древесины 0,07; клея 0,6. Эти свойства учитывают при расчете процессов нагрева материала в поле токов высокой частоты во время сушки, а также склеивания и гнутья древесины.