Механизм процесса низкотемпературной сушки древесины

Сушка- процесс удаления влаги из различных материалов путем испарения.

Низкотемпературный процесс

Здесь процесс собственно сушки начин. с испарения свобод. влаги, находящейся в поверхн. слое древесины. После того как свободная влага из этого слоя удалена (что наступает очень быстро), между внутр. слоями и поверхностью появляется разность капиллярных давлений, обеспечивающая подсос к поверхности свободной влаги по мере ее испарения. Сначала подcос происходит из ближних слоев древесины. При этом влажность поверхности поддерживается на постоянном уровне, близком к Wп.н. Скорость сушки в этом периоде процесса постоянна и определяется интенсивностью испарения с поверхности. Далее, по мере удаления пути свободной влаги, скорость подсоса уменьшается и наступает момент, когда она становится меньше возможной скорости испарения. После этого по толщине образуютсядве зоны: наружная, с влажностью ниже Wп.н, и внутренняя, с влажностью выше этого предела. В наружной зоне действует градиент влажности, а во внутренней – силы капиллярного давления. распределение влажности во внутренней зоне не может быть строго равномерным, поскольку проницаемость древесины неоднородна по объему материала.

При камерной сушке толстых сортиментов (пиломатериалов) продолжительность периода постоянной скорости очень мала. При сушке же тонких сортиментов (например, шпона) она по сравнению с общей длительностью процесса может быть весьма существенной.

Дефекты древесины, возникающие при ее сушке:

Растрескивание

Коробление

Усушки

Выпадение сучков

Сморщивание

28.Напряжение и деформация в древесине при сушке. Определение напряжения во время сушки.

В камере просыхание доски начинается с наружных слоев, в то время как внутренние слои еще не прогрелись и не начали сохнуть. Если влажность наружных слоев древесины перейдет за предел точки насыщения волокна, и они начнут усыхать, а во внутренних слоях, имеющих влажность выше 30%, усушки еще не будет, то наружные слои окажутся в состоянии не допущенной усушки и будут растянуты, а внутренние — сжаты. В этих случаях говорят, что в древесине возникли напряжения. Высыхание древесины происходит таким образом, что в прилегающих к поверхностям сортимента зонах влажность значительно меньше, чем во внутренних зонах. В этом основная причина возникновения внутренних напряжений. Внутренние напряжения образуются без участия внешних нагрузок в результате лишь неоднородных изменений объема и уравновешены в пределах данного тела. Полные внутренние напряжения в древесине удобно рассматривать как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений. Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. Эта составляющая полных напряжений возникает из-за стеснения свободной усушк и и исчезает при выравнивании влажности, когда каждый участок сортимента имеет возможность принять объем, соответствующий его влажности.

Остаточные напряжения обусловлены появление м в древесине неоднородных остаточных деформаций. В отличие от влажностных они не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после ее полного завершения. Знаки влажностных и остаточных напряжений противоположны и результирующие полные напряжения представляют собой алгебраическую сумму. В первом периоде сушки влажностные напряжения больше остаточных, и полные напряжения, имея знак большей составляющей, проявляются как растягивающие у поверхности сортимента и как сжимающие — внутри. Во втором периоде остаточные напряжения превышают влажностные и результирующие напряжения меняют знак.

Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, появляются трещины. Так образуются поверхностные трещины в начале сушки (рис. 36) и внутренние трещины (свищи) в конце сушки

Внутренние напряжения, сохраняющиеся в высушенном материале (остаточные напряжения), могут быть причиной изменения заданной формы деталей при механической обработке древесины. Количественная характеристика внутренних напряжений может быть найдена при помощи метода: из доски на расстоянии 0,3 м от торца выпиливают рядом две секции, толщиной (по волокну) 15 мм, захватывая все сечение. После выдержки в течение 1—2 суток для выравнивания влажности одну из секций раскалывают параллельно длине на слои толщиной 4 мм. Путем измерения длины этих слоев до и после раскроя определяют изменение их размеров и находят величину относительной деформации каждого слоя. Вторую секцию распиливают на слои толщиной 8—10 мм; полученные брусочки с направлением волокон, перпендикулярным их длине, используют для определения модуля упругости (при статическом изгибе с нагружением в двух точках). На основании полученных величин относительной деформации ε и модуля упругости Е вычисляют для каждого слоя напряжения а по формуле:

По полученным данным строится кривая распределения (эпюра) напряжений по толщине доски. Величина остаточных напряжений после камерной сушки значительно выше, чем после атмосферной. С некоторыми усложнениями описанный метод может быть применен и для измерения внутренних напряжений в древесине в процессе атмосферной сушки и в момент окончания камерной сушки.

Date: 2015-06-11; view: 741; Нарушение авторских прав