Физические явления, происходящие при сушке древесины


Физические явления, происходящие при сушке древесины

Сушка древесины заключается в испарении из нее влаги в окружающую среду (в воздух или смесь воздуха с паром или топочными газами). Влага испаряется с поверхности древесины. Прилегающие к древесине слои агента сушки быстро насыщаются, и испарение влаги из древесины (сушка) прекращается. Поэтому для непрерывности процесса сушки агент сушки у поверхности древесины постоянно должен заменяться свежим, т. е. необходимо осуществлять его циркуляцию. Чем выше температура агента сушки, ниже его влажность и больше спорость движения у поверхности материала, тем интенсивнее происходит испарение, а следовательно, высушивание поверхностных слоев материала. Увеличение скорости движения сушильного агента при влажности поверхности материала ниже предела гигроскопичности не оказывает влияния на интенсивность перемещения влаги из внутренних слоев древесины к наружным. Однако с увеличением скорости движения агента сушки уменьшаются сроки сушки в результате более равномерного просыханию материала по объему штабеля.

Скорость перемещения влаги из внутренних слоев к наружным значительно меньше скорости испарения ее с поверхности, вследствие чего образуется разность (градиент) влажности между внутренними и поверхностными слоями. Особенно резко это наблюдается при сушке толстого материала. Градиент влажности является причиной перемещения влаги из внутренних слоев к поверхности (из мокрых слоев к сухим). Перемещение влаги внутри древесины под действием градиента влажности называется влагопроводностью. Чем больше градаент влажности, тем интенсивнее перемещается влага. Влагопроводность древесины зависит от ее температуры, объемного веса и местоположения образца в бревне. С повышением температуры древесины влагопроводность резко возрастает. Чем больше объемный вес (плотность) древесины, тем меньше ее влагопроводность. У ядровых и спелодревесных пород влагогроводность заболони выше, чем у ядра и спелой древесины.

В процессе сушки распределение влажности по толщине материала и величина перепада влажности постоянно изменяются. В начальный период сушки влажность поверхностных слоев быстро опускается ниже влажности, соответствующей пределу гигроскопичности, они начинают усыхать, но их усадке мешают внутренние слои, где еще не началась усушка из-за высокой влажности. Возникают внутренние напряжения, растягивающие наружные слои и сжимающие внутренние. Если сушка продолжается без изменения режима, внутренние напряжения будут расти и могут привести к образованию торцовых и поверхностных трещин. Чтобы предотвратить появление поверхностных трещин, необходимо уменьшить интенсивность испарения влаги с поверхности. Достигается это путем обработки материала воздухом повышенной влажности.

В конце сушки происходит выравнивание влажности по сечению материала, а величина перепада уменьшается. При неправильном проведении сушки могут появиться и утренние трещины, когда в поверхностных слоях усушка окончилась, а во внутренних продолжается. Возникают напряжения, растягивающие внутренние слои и сжимающие наружные. Чтобы избежать появления внутренних трещин, также рекомендуется проводить кратковременную обработку материала влажным воздухом. Поверхностные слои увлажняются, получают дополнительную усадку, а внутренние напряжения уменьшаются.

Влага в древесине перемещается также за счет разности (перепада) температур между наружными и внутренними слоями (от слоев с высокой к слоям с более низкой температурой). Перемещение влаги в древесине под действием перепада температуры называется термовлагопроводностью.

При конвекционной (камерной) сушке тепловой поток направлен навстречу потоку влаги под действием градиента влажности и, следовательно, он препятствует перемещению влаги из внутренних слоев к наружным. Чтобы ликвидировать этот отрицательный температурный перепад, материал перед сушкой прогревают.

При высокотемпературной сушке древесины наряду с потоком влаги, идущим под влиянием градиента влажности, образуется интенсивный поток влаги под действием избыточного давления паровоздушной смеси в древесине. Перемещение влаги под действием градиента влажности и перепада давления происходит в одном направлении (из внутренних слоев к поверхности древесины), вследствие чего резко сокращаются сроки сушки.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • Мастер по стиральным машинам ремонт бытовой техники подольск на сайте http://www.профситимастер.рф

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.