VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Древесина - это ценный материал, который используется практически во всех отраслях промышленности. И даже с учетом того, что  в последнее время появилось много заменителей древесины, она по-прежнему не теряет свое лидерство. Одним из самых энергоемких и сложных процессов в технологии обработки древесины является процесс сушки. Древесину сушат после лесопиления перед деревообработкой в целях её предохранения от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами при ее дальнейшем хранении и транспортировке. Сушка предупреждает древесину от изменения формы и размеров в процессе изготовления и эксплуатации изделий из нее, улучшает качество отделки древесины, склеивания. Влажность, до которой сушат древесину, зависит от сферы её дальнейшего применения. Весь смысл сводится к тому, чтобы довести влажность доски до такого же значения, которого достигло бы со временем изделие из этой доски в процессе эксплуатации в данных условиях. Такое значение влажности называется «равновесной влажностью», оно зависит от влажности и температуры окружающего воздуха.

Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель - влажность. Влажность древесины  - это отношение массы воды к массе сухой древесины, выраженное в процентах:

где  - начальная масса образца древесины, г;

 - масса образца абсолютно сухой древесины, г.

Элементный химический состав абсолютно сухой древесины всех пород практически одинаков:

- углерод от 49 до 50 %;

- кислород от 42 до 44 %;

- водород от 6 до 7 %;

- азот от 0,1 до 0,7 %;

- неорганическая часть от 0,1 до 2 % (зола, состоящая из окислов калия, кальция, натрия, магния, кремния и т. п.).

В абсолютно сухой древесине содержится (39÷58) % целлюлозы, (17÷34) % лигнина, (15÷38) % гемицеллюлозы и до нескольких процентов восков, смол, таннинов, жиров, эфирных масел.

На практике по степени влажности различают древесину:

- мокрую, W > 100 %, длительное время находившуюся в воде;

- свежесрубленную, W = (50÷100) %, сохранившую влажность растущего дерева;

- воздушно-сухую, W = (15÷20) %, выдержанную на открытом воздухе;

- комнатно-сухую, W = (8÷12) %, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;

- абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=(103±2) °C.

Сушка древесины - это процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности. Сушка древесины - очень сложный процесс, характер которого определяется одновременным протеканием ряда физических явлений, среди которых:

- теплообмен, т.е. передача тепла материалу от агента сушки или источника тепловой энергии;

- теплопроводность, т.е. перемещение тепла внутри материала;

- влагоотдача, т.е. испарение влаги с поверхности материала в окружающую среду;

- влагоперенос, т.е. перемещение влаги внутри материала [1, 2].

Работа проводилась по следующей схеме:

- анализ состояния вопроса процесса сушки древесины;

- выбор объекта исследования (образцы сосны толщиной 20, 30, 40, 50 мм);

- выбор режима сушки;

- определение зависимости влажности от толщины образца.

Исследования проводились для форсированной сушки, при таких режимах получается древесина с сохранением прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но со снижением прочности на скалывание и раскалывание на (15÷20) % и с возможным потемнением древесины.

Влажность древесины определяли прямым методом высушивания.

По результатам исследования был построен график (рисунок 1).

Рисунок 1. Изменение влажности древесины в зависимости от толщины образца

В результате математической обработки были получены уравнения описывающие зависимость влажности , %,  от толщины образца , мм,  для различной продолжительности обработки (таблица 1).

Таблица 1 - Зависимость влажности от толщины образца

 Список использованных источников

1 Справочник по сушке древесины/Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов/Под редакцией Е.С. Богданова. - М.: Лесн. Пром-сть, 1990. - 304 с.

2 Расев А. И. Сушка древесины: Учебное пособие. - М.: МГУЛ (Московский государственный университет леса), 2005. - 224 с.