5. Обработка результатов

5.1. Газопроницаемость (V) вычисляют с точностью до 10^-6 м³/м² с по формуле

Где V₁ - начальная отметка уровня воды в измерительной трубке, м³;

V₂ - конечная отметка уровня воды в измерительной трубке, м³;

F - рабочая площадь поперечного сечения образца, м²;

T - время изменения уровней воды, с.

При постоянной площади F = 12,6·10^-4 м² формула принимает вид

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение газопроницаемости всех испытуемых образцов.

5.2. Коэффициент газопроницаемости (K_г) вычисляют с точностью до

10^-7м³/с МПа по формуле

Где V - газопроницаемость, м³/м² с;

h - высота образца, м;

P - манометрическое давление, МПа.

5.1, 5.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

5.3. Статическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0.

5.4. Результаты испытаний и расчетов заносят в протокол (см. приложение).

Способность древесины пропускать жидкости и газы имеет важное значение при разработке режимов пропитки и сушки древесины, выборе материала для изготовления бочарной тары, деревянных судов, трубопроводов и других целей. При испытаниях в качестве жидкости обычно используют воду, а в качестве газа — воздух.

Водопроницаемость зависит от породы древесины, положения в стволе и направления. В связи с различной длиной водопроводящих элементов древесины хвойных (трахеиды) и лиственных (сосуды) пород водопроницаемость вдоль волокон у этих двух групп резко различна: так, под давлением 1 ат через отрезок ствола 1 м у лиственных пород профильтровывается через 1 см² поперечного сечения 50—150 см³ воды за 1 ч, а у хвойных всего 5—50 см³, т. е. в 3—10 раз меньше. В пределах одной и той же породы водопроницаемость заболони выше, чем ядра и спелой древесины. В среднем через образцы из заболони пихты толщиной 10 мм в течение 48 ч профильтровалось 58,8 см³воды, из ели 7,4 см³, а через образцы такой же толщины из спелой древесины соответственно 7,4 и 1,5 см³, т. е. в, 5—8 раз меньше.

Из перечисленных выше факторов особенно важно направление, так как водопроницаемость вдоль волокон резко отличается от проницаемости поперек волокон. Через отрезок пихты длиной 8 см столб воды 50 см³ фильтровался по направлению волокон в течение 1 ч; поперек волокон в тангенциальном направлении при том же давлении через образцы толщиной I—3,5 см за 20 ч проходило всего 4—10 см³ воды, т. е. в несколько сотен раз меньше. Поперек волокон водопроницаемость по радиальному направлению в среднем для большинства пород несколько больше, чем по тангенциальному. Здесь имеют значение особенности анатомического строения древесины разных пород: расположение и состояние пор на стенках элементов, количество и степень проницаемости сердцевинных лучей, состояние горизонтальных смоляных ходов и др., а также ее смолистость. Известно, что проницаемость водой древесины заболони сосны больше, чем древесины ядра: просачивание капельножидкой воды наблюдается только через древесину заболони. В то же время смолистость древесины ядра больше, чем заболони, причем смола в древесине ядра находится не только в смоляных ходах, на и в трахеидах.

Наиболее существенной причиной плохой водопроницаемости ядра является именно смолистость. Если удалить смолу из древесины ядра экстрагированием, водопроницаемость в радиальном направлении будет примерно такой же, как древесины заболони. Нагревание древесины ядра выше температуры плавления смолистых веществ повышает водопроницаемость древесины (в нагретом состоянии). 

Основные показатели водопроницаемости — количество воды в кубических сантиметрах, прошедшее через образец за сутки при установившемся состоянии, и конечная средняя влажность образца. Дополнительной характеристикой может служить диаграмма водопроницаемости (на оси абсцисс откладывается время в сутках, а на оси ординат — количество поглощенной и прошедшей через образец воды в граммах).

При проникновении газов в древесину необходимо различать два случая: проникновение газов при атмосферном давлении, или газопоглощение древесины, и прохождение газов через древесину под давлением, или газопроницаемость древесины. Первый случай имеет существенное практическое значение при дезинфекции древесины, зараженной насекомыми или грибами, а также в некоторых случаях службы древесины (химические заводы) и при газовом крашении ее; второй случай встречается в некоторых видах тары (чанах, пивных бочках и т. д.)

Хлор, сернистый ангидрид и хлорпикрин при атмосферном давлении в течение суток проникают в древесину сосны при 10%-ной влажности в радиальном направлении на глубину не более 1—2 мм, а сероуглерод, пары формалина и уксусной кислоты — на глубину до 3 мм; вдоль волокон те же газы проникали на глубину около 10 мм. В сухую древесину сосны сероводород проникает легко без добавочного давления и предварительного вакуума; легче сероводород проникает вдоль волокон, труднее — в радиальном направлении; в ядровую древесину труднее, чем в заболонную. Из трех пород наиболее трудно проницаемой для сероводорода оказалась ольха, а наиболее легко — береза; сосна заняла промежуточное положение. Полная гибель всех личинок в древесине при концентрации сероводорода 3,6% достигается через 24 ч; при 5,6% — через 9 ч и 10,5% — через 5 ч. Под избыточным давлением газы проникают на значительно большую глубину.

Фильтрация под давлением очищенного от водяных паров воздуха через древесину разных пород (сосны, ели, дуба, бука, березы) при влажности ее 10 — 12% увеличивается с повышением давления (зависимость параболическая) и проницаемость древесины сосны для газов в радиальном направлении больше, чем в тангенциальном в 2—5 раз, ели — в 10 раз. Примерно такие же соотношения для заболони сосны и ели. Наибольшая проницаемость обнаруживается при движении газов вдоль волокон.

Газопроницаемость определяется количеством (объемом) прошедшего воздуха (см³) через 1 см² поверхности образца в 1 сек. Величина газопроницаемости зависит от давления, свойств древесины и газа, а также их состояния, поэтому в качестве критерия газопроницаемости рекомендуется использовать коэффициент газопроницаемости К_г (см²/сек. ати), вычисляемый по формуле:

где V — газопроницаемость, см³1см² х сек;

р — манометрическое давление, ати;

h — высота образца, см.

Испытания на газопроницаемость требует значительно меньше времени, чем длительные испытания проницаемости жидкостями. В ряде случаев при тесной корреляции между указанными свойствами можно использовать определение газопроницаемости в качестве экспресс-метода оценки проницаемости древесины жидкостями.