- •Физика древесины
- •Часть 1 Физические свойства древесины
- •Физика древесины
- •Часть 1 Физические свойства древесины
- •Рецензент:
- •1 Определение числа годичных слоев в 1 см и содержания поздней древесины в годичном слое
- •3 Определение влажности древесины электрическим методом
- •4 Определение усушки древесины
- •5 Определение сорбции и десорбции древесины
- •Физика древесины
- •Часть 1 Физические свойства древесины
- •241037. Г. Брянск, пр. Станке Димитрова, 3, редакционно-издательский отдел.
3 Определение влажности древесины электрическим методом
3.1 Цель и содержание работы
Целью работы является ознакомление с электрическим методом определения влажности древесины.
Содержание работы:
- изучение метода;
- определение влажности древесины электровлагомером;
- обработку результатов и формулирование выводов.
3.2 Краткая теория
В лабораторной работе № 2 показаны необходимость определения влажности древесины и области применения весового метода. Однако в практике наибольшее применение находят электрические методы ее контроля, хотя они и менее точны.
Принцип действия электровлагомеров основан на зависимости электропроводности древесины от ее влажности. Эти приборы дают наиболее точные показания при влажности менее 30%, т.е. в области особенно сильного влияния влажности древесины на ее электропроводимость.
Электрические методы контроля позволяют определить влажность древесины дистанционно (на расстоянии0 и выводить данные на компьютер, ответственный за принятие технологических решений. Особенно это необходимо в процессах сушки древесины.
Находят более широкое применение и другие методы, основанные на электрических явлениях: диэлькометрический, метод ядерного магнитного резонанса и др. При этом влажность древесины может достигать 100 %.
3.3 Аппаратура и материалы
Для проведения работы применяют: электровлагомеры ИВ-1, образцы древесины комнатно-сухого и воздушно-сухого состояния толщиной не более 40 мм, рулетки.
3.4 Проведение работы
Работа проводится в следующей последовательности:
- подготавливают журнал наблюдений (табл. 3.1);
- нумеруют образцы двумя большими буквами, характеризующих фамилии студентов, выполняющих совместно эту работу;
- измеряют рулеткой толщину материала;
- определяют породу древесины, используя определитель пород;
Таблица 3.1 – Журнал наблюдений
№ образца |
Порода |
Состояние древесины по влажности |
Температура древесины, °С |
Показания прибора |
Влажность древесины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- определяют температуру древесины, используя показания сухого термометра психрометра;
- изучают устройство прибора, и подготавливают его к работе, используя его паспорт;
- включают прибор в сеть;
- устанавливают переключатель пород в положение, соответствующее породе древесины;
- устанавливают переключатель температур в положение, соответствующее измеренной температуре;
- определяют на образце участок древесины без дефектов;
- внедряют иглы датчиков параллельно волокнам древесины, не допуская резких ударных движений до полного их заглубления;
- нажимают кнопку «замер», удерживая ее в течении 3…4 с;
- снимают показания прибора;
- выключают прибор и укладывают его в футляр.
3.5 Обработка результатов
- формулируют выводы.
4 Определение усушки древесины
4.1 Цель и содержание работы
Целью работы является ознакомление с методом определения усушки древесины.
Содержание работы включает:
- изучение метода;
- определение усушки древесины;
- обработку результатов и формулирование выводов.
4.2 Аппаратура и материалы
Образцы различных пород древесины (W ≥ 30 %), штангенциркуль с погрешностью 0,01 мм, сушильный шкаф, весы ДИ-8.
4.3 Краткая теория
Древесина принадлежит к материалам, размеры которых нестабильны и изменяются при изменении ее влажности. Последняя зависит от температурно-влажностного состояния воздуха.
Уменьшение линейных размеров или объема древесины, наблюдаемые при снижении ее влажности, называется усушкой. Обратный процесс называется разбуханием. Эти процессы обратимы.
Явление усушки и разбухания древесины объясняются особенностями ее строения и взаимодействием с влагой. Поглощение молекул воды поверхностью элементарных фибрилл вызывает утолщение адсорбционных прослоек влаги и, следовательно, увеличение клеточных стенок (разбухание). Обратный процесс удаления адсорбционной влаги вызывает усушку.
Разбухание сухой древесины в воздухе или паре прекращается при достижении ею Wп.н.
Усушка сырой древесины начинается только от Wп.н. Изменение содержания в древесине свободной влаги не вызывает изменение ее размеров.
Величина усушки зависит от структурного направления, диапазона изменения влажности и породы древесины.
Усушка древесины учитывается во многих технологических процессах деревообрабатывающей промышленности.
Полная (максимальная) усушка (βmax), % характеризует уменьшение линейных размеров (объема) древесины при удалении всего количества связанной влаги.
, (4.1)
где amax – размер (объем) образца при Wп.н. или выше его, мм (мм3);
аmin – размер (объем) образца в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3).
Коэффициент усушки – это величина усушки при снижении содержания связанной влаги в древесине на 1 %.
(4.2)
где Wп.н. = 30 %.
Ориентировочные коэффициенты усушки приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Коэффициенты усушки древесных пород
Порода |
Коэффициенты, % усушки на 1 % влажности | ||
Радиальных Кβr |
Тангентальных Кβl |
Обьемных Кβv | |
Лиственница |
0,19 |
0,35 |
0,52 |
Сосна |
0,17 |
0,28 |
0,44 |
Береза |
0,26 |
0,31 |
0,54 |
Бук |
0,17 |
0,32 |
0,47 |
Ясень |
0,18 |
0,28 |
0,45 |
Дуб |
0,18 |
0,27 |
0,43 |
Осина |
0,14 |
0,28 |
0,41 |
4.4 Порядок проведения работы
Работа производится в следующей последовательности:
- подготавливают журнал наблюдений (табл. 4.2);
Таблица 4.2 – Протокол определения радиальной, тангентальной и объемной усушки
Маркировка образца |
Порода |
Размеры образца, мм |
Усушка полная , % |
Коэффициент усушки |
Примечание | ||||||||
При влаж-ности рав-ной или вы-ше предела насыщения клеточных стенок |
Абсолютно сухое состояние |
Радиальное направление |
Тангенциальное направление |
Вдоль волокон |
Радиальное направление |
Тангенциальное направление |
Объемная | ||||||
Радиальное направление |
Тангенциальное направление |
Радиальное направление |
Тангенциальное направление |
Вдоль волокон | |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- измеряют размеры влажного образца по серединам радиальных и тангенциальных поверхностей (рис.4.1);
Рисунок 4.1 – Схема измерения образца
- высушивают образцы до абсолютно сухого состояния комбинированным способом (атмосферная + камерная сушка);
- измеряют размеры образца в абсолютно сухом состоянии, по соответствующим направлениям, а также вдоль волокон.
4.5 Обработка результатов
- определяют по формуле 4.1 полную усушку в радиальном и тангентальном направлениях, а также объемную;
- определяют по формуле 4.2 коэффициенты усушки;
- формулируют выводы.