XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

В данной статье изложен метод предотвращения проблемы, связанной с появлением пороков древесины, появляющихся в результате сушки древесины.

Древесина является востребованным сырьем во многих отраслях промышленности или строительстве.
Положительными качествами древесины являются ее механические свойства, легкость, возможность придания ей различных форм, экологичность.

Одним из недостатков древесины является – влажность. Влажность древесины – это процентное соотношение воды к массе сухой древесины. Данный недостаток играет отрицательную роль, ухудшая технические, механические свойства древесины. Согласно, строительным нормам, влажность древесины должна соответствовать показателю 8-12 %.

Сушка древесины является обязательным технологическим процессом. Процесс сушки заключается в выводе влаги из материала испарением. Сушка может быть атмосферной или камерной с использованием сушильных установок.

При известной методике сушения древесины и растительности в конвективных камерах и камерах ИК – излучения существует недостаток, выраженный скоростью внутренней диффузии влаги, что приводит не равномерному испарению влаги. Наружные слои древесины иссушаются быстрее чем внутренние слои. Неравномерность испаряемой влаги ведёт к неравномерному иссушению материала, в результате чего древесина подвергается короблению и появлению трещин. Соответственно для сушки толстослойных материалов, требующих регулирование температуры и влажности глубине конструкции необходимо оборудование способное удовлетворить данное требование.

Виды коробления древесины: а, б ч в - поперечное; г и о - продольное; е - винтовое

Решением данной проблемы является использование сушильных аппаратов с применением токов высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ).

Под действием электрического поля высокой частоты (до 25 МГц) ионы и электроны в материале (содержащего обычно некоторое количество электролита, например раствора солей) меняют направление движения синхронно с изменением знака заряда пластин конденсатора; дипольные молекулы приобретают вращательное движение, а неполярные молекулы поляризуются за счет смещения их зарядов. Эти процессы, сопровождаемые трением, приводят к выделению тепла и нагреванию высушиваемого материала.

Изменяя напряженность электрического поля, можно регулировать температурный градиент между внутренними слоями материала и его поверхностью, т. е. регулировать скорость сушки, а также избирательно нагревать лишь одну из составных частей неоднородного материала. В поле токов высокой частоты возможна быстрая (за счет усиленной термодиффузии влаги) и равномерная сушка толстослойных материалов.

Принцип работы сушки основан на первом законе термодинамики -если внутренняя энергия проводника не меняется, то работа тока полностью превращается в теплоту.

Первый закон термодинамики для этого состояния запишется: 

A = –Q, где
А – работа тока, совершенная над проводником;

Q – количество выделившейся теплоты;
«–» - говорит о том что теплоты отдано проводником.

Количество выделившейся теплоты определяется по формуле:
t, где
Q – выделившееся количество теплоты, Дж
I – сила электрического тока в проводнике, А
R – сопротивление проводника, Ом
t – время прохождения тока, с

Схематическое устройство сушильной установки с использованием ТВЧ и СВЧ.

Трансформатор,

Выпрямитель,

Генератор,

Колебательный контур,

Конденсатор.

В заключении к вышеизложенной статье можно оценить следующие достоинства сушки древесины с использованием магнитных полей. К ним относятся высокая скорость сушки, равномерность и контроль прогрева по всему объему материала. Также можно отметить одно из достоинств, как сушка дорогих и требующих бережного обращения материалов, такие как лекарственные травы, ценные породы древесины, керамик, ягоды, овощи.

Литература

Интернет источник. http://www.processes-apparates.ru/articles/article_special.htm

П.В. Болдырев. Сушка древесины – практическое руководство. Издательство «ПРОФИКС». 2002 г.

Код для цитирования: Скопировать