Файл: Тюкина, Ю. П. Общая технология лесопильно-деревообрабатывающего производства учебник.pdf

переработке нефти), отличается высокой интенсивностью. Влажная древесина, помещенная в нагретый до температуры 120—130° С рас­ твор петролатума, сохнет в 4—6 раз быстрее, чем в камерах. Одна­ ко петролатум проникает в древесину, загрязняя ее и затрудняя последующую механическую обработку, поэтому указанный способ рекомендуется для древесины, используемой в инженерных соору­ жениях.

Р а д и а ц и о н н а я с у ш к а применяется для сушки отделан­ ных поверхностей изделий. Она основана на тепловом облучении древесины источниками инфракрасной радиации.

Влажный воздух и его роль при сушке древесины. Среда, кото­ рая окружает древесину в процессе сушки, называется а г е н т о м с у шк и . Агентом сушки древесины является главным образом воз­ дух, он подводит тепло к высушиваемому материалу, поглощает и удаляет влагу.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество

При данной температуре воздух может поглотить определенное ко­ личество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения называ­

ность, как правило, выражается в процентах. Она показывает сте­ пень насыщенности воздуха влагой. При состоянии полного насы­ щения воздуха влагой относительная влажность равна 100%. Чем меньше степень насыщенности воздуха влагой (относительная влажность), тем интенсивнее происходит испарение влаги при суш­ ке древесины.

При нагревании воздуха его температура повышается, а отно­ сительная влажность уменьшается; при охлаждении, наоборот,— температура воздуха понижается, а относительная влажность уве­ личивается. Температура, при которой воздух достигает состояния насыщения, называется т е м п е р а т у р о й п р е д е л а о х л а ж ­

д е н и я (/п.о).

В процессе сушки воздух отдает тепло, необходимое на испаре­ ние воды, содержащейся в древесине. Т е п л о с о д е р ж а н и е воз­ духа, или количество содержащегося в воздухе тепла при постоян­ ной относительной влажности, зависит от температуры — чем боль­ ше температура воздуха, тем больше его теплосодержание.

ратуре и влажности. С увеличением температуры плотность возду­ ха уменьшается.

Определение влажности древесины. Содержание влаги в древе­

119

сине характеризуется ее в л а ж н о с т ь ю , т. е. отношением массы влаги, содержащейся в древесине, к массе самой древесины. Влаж­ ность можно исчислять по отношению к массе древесины в абсо­ лютно сухом состоянии, когда из нее удалена вся влага, или по отношению к массе древесины вместе с влагой. В технологии дере­ вообработки принято исчислять влажность по первому способу. Влажность древесины выражают в процентах. Определяют ее раз­ личными способами. Наибольшее распространение получили весо­ вой и электрический.

При весовом способе от доски отпиливают пробу (секцию влаж­ ности) шириной 10—12 мм на расстоянии 300—500 мм от торца доски. Затем эту пробу тщательно (с точностью до 0,01 г) взвеши­ вают на технических весах и помещают в сушильный шкаф.. Темпе­ ратура в шкафу поддерживается около 100—105° С. Во время суш­ ки пробу периодически взвешивают: первое взвешивание произво­ дят через 5 ч после закладки, остальные — через каждые 1—2 ч. Если масса пробы перестанет изменяться, значит древесина достиг­ ла абсолютно сухого состояния. Эта последняя величина массы и используется для определения абсолютной влажности древесины по формуле

w = gHa4~ -.^ yx.ioo%,

G сух

где Сдач — начальная масса пробы, г;

Gcyx — масса пробы в абсолютно сухом состоянии, г.

Этот способ дает очень точные результаты, но требует много времени (до 10 ч).

Электрический способ менее точен, зато затраты времени на оп­ ределение влажности древесины очень малы. При этом способе ис­ пользуют приборы, называемые электровлагомерами. Для измере­ ния влажности от 7 до 60% применяют аккумуляторные электро­ влагомеры ЭВА-2М конструкции ЦНИИМОД. В древесину вводят

Ток, проходящий через древесин)7, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины. Электровлагомер определяет влажность дре­ весины только непосредственно в местах заглубления игл датчика. Поэтому на доске или заготовке делают много замеров и определя­ ют среднее значение показаний прибора по всем замерам, по кото­ рому и судят о влажности древесины.

Влажность свежесрубленной древесины (имеющей влажность растущего дерева) зависит от породы и места взятия пробы по се­ чению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферий­ ной части ствола (заболони) больше влажности древесины в цент­ ральной части ствола (ядра). У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова. Влажность сплавной древесины, как правило, выше, чем у древесины, доставленной су­ хопутным способом, причем влажность сплавной древесины выше

120

влажности свежесрубленной. Так, 'влажность заболонной части сосновых бревен после сплава повышается до 150%, ядровой час­ ти бревен — до 50 % •

Как известно, древесина имеет клеточное строение. Влага в дре­ весине может заполнять полости клеток, межклеточное пространст­ во и пропитывать стенки клеток. Влага, заполняющая полости кле­ ток и межклеточное пространство, называется свободной, а пропи­ тывающая стенки клеток—■связанной, или гигроскопической.

Свежесрубленная древесина имеет как свободную, так и гигро­ скопическую влагу. При высушивании древесины сначала удаляет­ ся свободная влага, а затем гигроскопическая. Состояние древеси­ ны, при котором она содержит максимально возможное количество связанной влаги и не содержит свободной влаги, называется п р е ­

составляет примерно 28—30%.

Древесина может отдавать или поглощать пары воды из водуха (это свойство древесины называется гигроскопичностью), при этом влажность будет изменяться. Влажность, к которой стремится дре­ весина при постоянных условиях состояния воздуха, называется р а в н о в е с н о й . Равновесная влажность зависит от влажности и температуры окружающего воздуха. Поэтому древесину нужно вы­ сушивать с учетом условий, в которых будут использоваться изго­ товленные из нее изделия. Так, древесину для изготовления мебе­ ли нужно сушить до 8—10%, а для изготовления изделий, эксплуа­ тируемых на открытом воздухе,— до 16—18%.

Усушка и плотность древесины. Древесина обладает свойством изменять свои линейные размеры с изменением влажности: усыхать при уменьшении влажности и разбухать при увеличении ее. Усуш­ ка (или разбухание) начинается после того, как влажность древе­ сины достигнет точки насыщения волокна, и прекращается после достижения древесиной абсолютно сухого состояния.

Вследствие неоднородности строения древесины усушка неоди­ накова в различных направлениях. Усушка в направлении длины волокон составляет примерно 0,1%, в радиальном направлении (по радиусу ствола)— 5—8%, а в тангентальном направлении (по го­ дичным слоям) — 8—12%.

Чтобы -после сушки пиломатериалы или заготовки имели задан­ ные размеры, устанавливают припуски па усушку. Припуски на усушку даются только по толщине и ширине пиломатериалов и за­ готовок, так как припуск но длине очень мал и им пренебрегают. Величины припусков на усушку установлены после тщательных из­ мерений фактической усушки древесины разных пород и узаконены ГОСТами. Припуски на усушку можно определить для пиломатери­ алов и заготовок с любой начальной и конечной влажностью дре­

весины.

Из сказанного следует, что при выработке пиломатериалов (или заготовок) из сырой древесины их 'размеры по толщине и ширине должны быть увеличены на величину припусков на усушку.

121

Фактические размеры пиломатериалов, выпиливаемых из сырой древесины, определяют по формуле

Вф = В с -f- яу,

где В с —размер сухих пиломатериалов; Яу —величина припуска на усушку.

При использовании древесины очень важно иметь представле­ ние о ее п л о т н о с т и —■массе древесины, заключающейся в едини­ це объема. Плотность измеряется в г/см3 или в т/м3. Величина плот­ ности зависит от породы и влажности древесины.

В сушильной практике пользуются понятием у с л о в н а я п л о т ­ н о с т ь (или условная объемная масса), которая представляет со­ бой отношение плотности древесины в абсолютно сухом состоянии к объему древесины при влажности выше точки насыщения волок­ на (т. е. до усушки). Средние значения условной плотности для дре­ весины разных пород приведены в табл. 8.

Сущность физических явлений, происходящих в процессе сушки древесины. Испарение влаги с поверхности древесины в окружаю­ щую среду называется в л а г о о т д а ч е й . Интенсивность (скорость) влагоотдачи зависит от температуры и влажности воздуха, от ско­ рости воздуха, температуры и влажности древесины (чем выше температура и влажность древесины, тем больше интенсивность влагоотдачи). Если бы задача сушки состояла только в удалении влаги с поверхности древесины, то чтобы интенсифицировать про­ цесс сушки, достаточно было бы создать у поверхности древесины мощную циркуляцию горячего воздуха с низкой относительной влажностью. Однако процесс сушки значительно сложнее.

В процессе сушки влага из внутренних слоев древесины должна переместиться к ее поверхности. Скорость перемещения влаги внутри древесины во много раз меньше скорости испарения влаги с ее поверхности, поэтому поверхностные слои высыхают быстрее, чем внутренние. Высыхая ниже точки насыщения волокна, поверх­ ностные слои будут сжиматься. При этом внутренние слои, влаж­ ность которых значительно выше, усушки не имеют и, следователь­ но, растягивают поверхностные слои древесины. Если растягиваю­ щее усилие превзойдет предел прочности древесины поперек волокон, то в поверхностных слоях образуются трещины.

Во избежание повреждений древесины сушка должна вестись таким образом, чтобы скорость испарения влаги с поверхности не

122