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

превышала скорости продвижения влаги из внутренних слоев дре­ весины.

В продолжении всего процесса сушки имеется различие во влаж­ ности внутренних и наружных слоев древесины. За счет этой разни­

п р о в о д н о с т ь ю . Влагопроводность зависит от величины перепа­ да (разницы) влажности наружных и внутренних слоев и от темпе­ ратуры древесины. Чем выше температура древесины, тем меньше вязкость содержащейся в ней жидкости и, следовательно, больше скорость ее движения.

Влага может перемещаться в древесине и под влиянием разно­ сти температуры слоев древесины >(влага движется в направлении

влияние на продолжительность сушки оказывает влагопроводность древесины.

Напряжения и деформации, возникающие в древесине при суш­ ке. Выше указывалось, что в процессе сушки имеется перепад влажности по сечению древесины. В связи с этим связанная с влаж­ ностью усушка неодинакова. Последнее обстоятельство приводит к образованию внутренних напряжений.

На первой стадии сушки влажность поверхностных слоев быст­ ро опускается ниже точки насыщения волокна и они стремятся к усушке. Этому стремлению противодействуют внутренние слои древесины, усушка которых еще не началась. Поэтому наружные слои будут испытывать растягивающие напряжения, а во внутрен­ них возникнут сжимающие напряжения, уравновешивающие рас­ тягивающие.

Если бы древесина была идеально упругим материалом, то по­ явившиеся на первой стадии сушки внутренние напряжения в даль­ нейшем постепенно уменьшались бы и в конце сушки — в момент выравнивания влажности — исчезли бы окончательно. В действи­ тельности же внутренние напряжения исчезают на некотором про­ межуточном этапе сушки, но в конце сушки появляются снова с противоположным знаком.

Если внутренние напряжения в древесине превысят определен­ ный предел, то произойдет растрескивание материала. Так как пре­ дел прочности при растяжении поперек волокон меньше, чем при сжатии, то в начальной стадии сушки появляются поверхностные, а в конце сушки внутренние трещины.

Избежать внутренних напряжений при сушке невозможно, од­ нако при правильном режиме их величина может оставаться мень­ ше предела прочности. Кроме того, внутренние напряжения можно значительно уменьшить за счет термовлагообработки древесины. При термовлагообработке на древесину воздействуют воздухом повышенной температуры и влажности. Увлажнение поверхностных

123

слоев во время обработки вызывает возникновение в них сжимаю­ щих напряжений, которые противоположны по знаку действовав­ шим на первой стадии напряжениям, и, следовательно, снижают их влияние.

Кроме внутренних напряжений, вызываемых перепадом влаж­ ности, в древесине возникают напряжения из-за различной величи­ ны усушки в тангентальном и радиальном направлениях. Эти на­ пряжения вызывают изменения формы поперечного сечения досок.

На рис. 69 показано, как изменилась форма досок, выпиленных из разных зон древесного ствола, в процессе сушки. Доска 1, вы­ пиленная из периферийной зоны, приняла желобчатую форму, так как наружная пласть доски, направление которой приближается к тангентальному, усыхает больше, чем сторона внутренняя, направ-

ление которой приближается к радиальному. Радиальная доска 2 не покоробилась, однако ширина ее наружных сторон по сравнению с шириной средней части доски уменьшилась.

Дефекты, возникающие при сушке, и их предупреждение. К ви­ димым дефектам древесины, которые могут появиться в процессе сушки, относятся: растрескивание, коробление, выпадение сучков.

Р а с т р е с к и в а н и е . Различают следующие виды трещин: на­ ружные, внутренние, торцовые, радиальные.

Наружные трещины появляются на начальной стадии сушки. Причина их появления—’Слишком интенсивное испарение влаги с поверхности материала и возникновение в связи с этим больших растягивающих напряжений. Высокая относительная влажность воздуха в начальный период сушки позволяет предупредить появ­ ление трещин.

Внутренние трещины образуются в конце процесса сушки, если напряжения в центре древесины превосходят предел прочности. Чем больше напряжения на первой стадии сушки, тем больше они будут в конце процесса. Поэтому для предупреждения появления внутренних трещин необходимо соблюдать правильный режим суш­ ки с начала процесса. Дополнительная мера борьбы с внутренними трещинами —- промежуточная термовлагообработка древесины.

124

почный газ — в этих камерах является одновременно и сушильным агентом.

По кратности циркуляции сушильного агента различают каме­ ры с о д н о к р а т н о й и м н о г о к р а т н о й ц и р к у л я ц и е й .

По способу осуществления циркуляции (движения) сушильного агента различают камеры с е с т е с т в е н н о й и п р и н у д и т е л ь ­ ной ц и р к у л я ц и е й . В камерах с естественной циркуляцией движение воздуха происходит за счет разности плотности нагрето­ го и охлажденного воздуха. Горячий воздух как более легкий стре­ мится вверх, а холодный (более тяжелый) вниз. Таким образом направление движения воздуха в камерах с естественной циркуля­ цией вертикальное. В камерах с принудительной циркуляцией дви­

период загрузки или выгрузки материала процесс сушки прерыва­ ется.

Камеры непрерывного действия загружают непрерывно или не­ большими партиями: с одного конца камеры выгружают партию высушенного материала, с другого конца камеры, одновременно за­ гружают новую партию.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО СУШИЛЬНЫХ КАМЕР

Принципиальная схема работы сушильной камеры с однократ­ ной циркуляцией проста. Свёжий атмосферный воздух, пройдя че­ рез калорифер, нагревается, приобретая заданные параметры: температуру t\ я влажность фь Затем воздух проходит через шта­ бель древесины, испаряя из нее влагу. После этого отработавший воздух с новыми параметрами t2 и фг удаляется в атмосферу.

Всушилках с многократной циркуляцией ?в атмосферу выбрасы­ вается только небольшая часть отработавшего воздуха. Большая его часть смешивается со свежим воздухом. Эта смесь затем дово­ дится до заданного состояния и подается к штабелю.

Всушилках с однократной циркуляцией возможности регулиро­ вания состояния воздуха очень ограничены (можно изменить тем­ пературу, ноне влажность воздуха), тогда как в сушилках с много­ кратной циркуляцией можно существенно изменить состояние воз­ духа, входящего в штабель, меняя температуру нагрева воздуха з калорифере и кратность воздухообмена. Если нужно понизить или повысить влагосодержание смеси, следует увеличить или умень­ шить выброс отработавшего и впуск свежего воздуха.

Газовые сушилки имеют топку и камеру смешения, в которой смешиваются горячий топочный газ, свежий воздух и отработав­ ший газ. Затем эта смесь подается к штабелю высушиваемой дре­

126

весины и проходит через материал, испаряя влагу. Часть отрабо­ тавшего газа после этого выбрасывается в атмосферу, а другая (большая) возвращается в камеру 'Смешения.

В сушилках, работающих на перегретом «аре, перегретый пар температурой 100° С циркулирует через штабель древесины. При испарении влаги снижается температура и повышается давление пара. Чтобы давление в камере не повышалось, избыток пара вы­ брасывается в атмосферу. После этого пар пропускают через кало­ рифер и нагревают до требуемой температуры.

Рис. 71. Схемы паровых сушильных камер:

меру. В начальный период процесса сушки находящийся в камере воздух вытесняется нарами испаряющейся из древесины влаги и дальнейший процесс происходит только в среде перегретого пара. Испарительная способность перегретого пара высока, поэтому суш­ ка древесины перегретым паром очень производительна.

Схемы действия камер с естественной и принудительной цирку­ ляцией представлены на рис. 71.

В паровые камеры с естественной циркуляцией (рис. 71, а) све­ жий воздух подается по приточным каналам 4. Далее нагре­ тый калориферами 2 воздух движется в направлении, показанном стрелками. Отработавший воздух из вытяжного канала 3 через трубу 6 выходит в атмосферу. Воздухообмен регулируется шибера­ ми на вытяжной трубе. Для увлажнения воздуха в камерах вдоль боковых стен на уровне пола устанавливают увлажнительные па­ ровые трубы 5. Калориферы, приточные и вытяжные каналы распо­

127