Основные теплофизические показатели. Виды тепловой обработки древесины

Удельной теплоемкостью(С,[кДж/(кг*°С] называется кол-во теплоты, необходимое для нагревания единицы массы материала на 1 К (или на 1°С). Уд.теплоемкость древесины зависит от её температуры и влажности.

Уд.теплоемкость древесины резко различна в диапазонах положительной и отрицательной температуры, что объясняется различием в теплоемкости воды и льда. Порода древесины на ее удельную теплоемкость влияния не оказывает.

Коэффициент теплопроводности λ характеризует интенсивность перемещения тепла в материале. Численно он равен кол-ву теплоты, проходящей в 1с через плоскую стенку S 1м² и толщиной 1м при разности t на противоположных сторонах стенки в 1°С. Размерность коэффициента теплопроводности Вт/(м*°С).

Коэффициент теплопроводности древесины зависит от ее температуры, влажности, породы, а также направления потока тепла относительно волокон.

λ=λ_номКρК_х,,где

λ – искомый коэффициет теплопроводности

λ_ном – номинальное значение коэффициента теплопроводности по диаграмме

КρК_х- коэффициенты, учитывающие влияние базисной плотности древесины и направления теплового потока.

Способы тепловой обработки древесины различаются по используемым для этой цели видам теплообмена и по применяемым агентам обработки.

1) Тепловая обработка в открытых бассейнах в воде умеренной(до 20° С) температуры.

2) Тепловая обработка водой в специальных варочных бассейнах при 40-90 °С, называется провариванием.

3) Тепловая обработка насыщенным водяным паром, называется пропариванием.

58.Способы тепл.обр-тки древ-ны различ-ся по используемым для этой цели видам теплообмена и по примен-мым агентам обр-ки:1)теплов.обр-ка в открытых бассейнах в воде умер.темп-ры(до 20⁰С);2)теплов.обр-ка водой в спец.варочных бассейнах при 40-90⁰С-проваривание;3)теплов.обр-ка насыщ.водяным паром-пропарив-е. ТО в откр.бассейнах:имеет преимущ-ное примен-е на лесопильн.заводах,где сорт-ка и хран-е промежут-го запаса сырья(бревен) перед распил-кой осущ-тся на воде.Для провед-я в зимнее время оттаив-я сырья в таких бассейнах необх-мо обесп-ть надлежащ.длит-сть его хран-я в воде(на плаву) и предотвр-ть замерз-е бассейна,что осущ-тся подачей в него в нужн.кол-ве горяч.воды или отработ.пара(такие бассейны принято наз-ть отепленными).Темп-ру воды в зимн.время поддерж-ют на уровне 10⁰С(время оттаив-я 7-8часов). F=DLn/бета, где D-ср.диам-тр,Lдлина,n-кол-во,бета=0,5-коэф-нт заполн-я бассейна. Проварив-е: прим-тся в фанерн.пром-сти для обр-ки кряжей и чураков перед лущ-ем.Получ-е надлежащего кач-ва поверх-сти шпона треб-ет поддерж-я темп-ры др-ны в опр.оптим.диапазоне:1)для др-ны ольхи и березы 30-50⁰С;2)мягк.хв.пород 35-55⁰С;3)листв-цы 40-60⁰С. Разл-ют провар-е:1)по мягк.режимам;2)по жестким режимам. 1-хар-тся темп-рой обрабатываемой среды(воды) 35-45⁰С и больш.длит-ю обраб-ки,необх.для полн.аттаив-я и последующ.прогрева др-ны по всему ее объему до темп-ры близкой к темп-ре среды.Важнейш.преим-во этих режимов-равномерн.темп-ра др-ны при лущ-и и обусловл-е этим высокое кач-во шпона.Их недостаток-потребность в больш.произв.площадях. 2-предусм-ют высок.темп-ру среды(70-80⁰С) и малые сроки обр-ки,при кот.происх-т полн.оттаив-е чураков с доведением темп-ры на окружности карандаша до 15-20⁰С.Поск-ку поверхностн.зона чураков приоб-ет при обр-ке темп-ру среды,кот.значит-но выше оптим-ной для лущ-я.Чураки после выгрузки из бассейна выдерж-ют в помещ-и.В процессе выдержки темп-ра на повех-сти пониж-ся,а в центре повыш-тся,но все же остается не вполне равномерной.С т.зр-я кач-ва лущ-я жестк.режимы менее придпочтительны,но при их прим-нии сущ-но уменш-ся производств.площади,необх-е для размещ-я оборуд-я.Темп-ра воды в бассейне реком-тся(береза,ольха) около 40⁰С.Для берез.кряжей диам-ром,н-р,30 см при их нач.темп-ре 25⁰С она сост-ет около 30ч. П=Е*(Т/тау1+тау2=BhLбета(Т/тау1+тау2),где Е-вмест-сть секции,тау1-прод-сть обр-ки,ч;тау2-прод-сть загр-ки и разр-ки секции,ч.

61. Механизм процесса низкотемпературной сушки древесины. Т<100

Низкотемпературные режимы предусматривают использование в качестве сушильного агента влажного воздуха или его смеси с топочным газом с температурой в начальной стадии сушки менее 100С. При этом допускается использование более высокой температуры в конце процесса, когда древесина уже не содержит свободной воды. Режимы низкотемпературного процесса могут иметь разный температурный уровень в зависимости от желаемой интенсивности процесса и допустимых изменений свойств древесины. Установлены три категории режимов низкотемпературной сушки: мягкие режимы, нормальные режимы, форсированные режимы.

· Начальная влажность древесины меньше предела насыщения клеточных стенок. Температура поверхности сортимента повышается на протяжении всего периода сушки. При этом вначале она возрастает быстро, а затем медленно, постепенно приближаясь к температуре обрабатываемой среды. Температура центральной зоны сортимента также возрастает, но в период быстрого возрастания температуры, значительнее медленнее по сравнению с температурой поверхности. в дальнейшем скорость роста температуры центральной зоны возрастает, и постепенно температурное поле по толщине сортимента выравнивается. В первые минуты контакта древесины с обрабатывающей средой происходит интенсивное испарение влаги с ее поверхности. внутри сортимента возникает градиент влажности, направленный изнутри древесины к поверхности, который должен инициировать перемещение влаги в этом же направлении за счет влагопроводности. Однако в это же время температура древесины на поверхности намного превышает температуру внутри. После завершения прогрева значения температуры на поверхности и внутри становятся близкими. Градиент температуры уменьшается и не препятствует больше движению влаги к поверхности под действием градиента влажности. Наступает период сушки. Влага поступает из центральной зоны к поверхности и испаряется в окружающую среду

· Начальная влажность больше предела насыщения клеточных стенок. В начальный период времени температура поверхности сортимента быстро возрастает, достигая значения температуры смоченного термометра. Температура центральной зоны вначале отстает от температуры поверхности, но в конце периода прогрева они сравниваются. Далее следует период , в течении которого температура по всей толщине сортимента стабилизируется на уровне мокрого термометра. После его завершения температура древесины вновь начинает возрастать. Пока температура сортимента удерживается на постоянном уровне, снижение влажности происходит с постоянной скоростью.

При контакте древесины с обрабатывающим агентом из поверхностных слоев испаряется свободная влага. В результате между внутренними и наружными слоями сортимента возникает разность капиллярных давлений, которая инициирует подсос к поверхности свободной влаги по мере ее испарения.