Способ определения влагосодержания древесины
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ, включающий отбор образцов, их сушку, измерение изменения масхгы образцов после сушки с последующим определением влагосодержания по формуле, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения определения влагосодержания при сохранении высокой точности за счет учета количества испарившихся наряду с водой смолистых веществ, измеряют размеры образцов вдоль волокон после сушки с расчетом количества испарившихся смолистых веществ и определением влагосодержания. Ц/ по формуле
ССЮЭ СОВЕТСКИХ
couwl
РЕСПУБЛИК, SU.„11349Î
4(51) G 01 N 5/02 25 56 всгсоюзиля
1 д Т " 1,:" . =:Щ Я
ЪЯЬЛИОТБМА л
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! и
d. 1оо, ill -Щ.
%-— ш. а--з
1 1 где шн., тн
i i
>+j
af;, a1.
1 1 j
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3439566/23-26 (22) 17.05.82 (46) 15.01.85. Бюл. !Ф 2 (72) В.Д. Крысов и В.П. Иванов (71) Свердловский научно-исследовательский институт переработки древесины (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. ГОСТ 16483.7-71 ° Древесина.
Методы определения влажности.
2. Авторское свидетельство СССР !
l- 930069, кл. G 01 N 5/02, 1982. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ, включающий отбор образцов, их сушку, измерение изменения массы образцов после сушки с последующим определением влагосодержания по формуле, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и ускорения"определения влагосодержания при сохранении высокой точности за счет учета количества испарившихся наряду с водой смолистых веществ, измеряют размеры образцов вдоль волокон после сушки с расчетом количества испарившихея смолистых веществ и определением влагосодержания + по формуле Н; 1
5l.
1 — масса до сушки -го и j-го образцов; ٠— масса после сушки !-го и j-го образцов; — размер вдоль волокон
i-го и )-го образцов.
100%0
1 11349
Изобретение относится к области измерения физико-технических параметров древесины, в особенности такой из которой при сушке наряду с водой испаряются смолистые вещества. 5
Известен способ определения влагосодержания путем отбора от материо ала для одного анализа одинаковых по размерам образцов, высушивания их до постоянной массы, измерения 10 изменения массы образцов путем взвешивания их до сушки и взвешивания высушенных образцов. Сушку контролируют периодическим взвешиванием образцов в процессе сушки 513, 15
Недостатком способа является значительная погрешность определения влагосодержания материала, из образцов которого наряду с водой испаряются другие компоненты, напри- 20 мер смола, а также большая длительность одного анализа (до 24 ч и более) и значительная трудоемкость (образец необходимо периодически взвешивать в процессе сушки). 25
Известен способ определения влагосодержания материалов путем отбора от материала образцов и сушки их: одного (одних) — при одном парциаль- 30
Ф ном давлении водяного пара, другого (других) — при другом. Измеряют изменение массы образцов путем взвешивания их до сушки и периодически в процессе сушки. Рассчитывают
35 текущие кажущиеся влагосодержания образцов по формуле где tnt — масса образца до сушки; в — масса образца в тот или иной момент сушки.
Определяют. момент 9, начиная с которого скорость возрастания текущего кажущегося влагосодержания первого об-. разца становится равной скорости возрастания текущего кажущегося влагосодержания второго образца при одинаковой продолжительности сушки: Фк., =W
Продолжают сушить образцы в течение времени не меньше продолжительности сушки до момента 9. Строят график 55 сушки образца, высушиваемого при опор ном значении парциального давления водяного. пара, в координатах Ф ;
08 2 график приТ 8, экстраполируют (в направлении уменьшения 7) до пересечения с осью Я „(т.е. до = О). Значение ординаты точки пересечения принимают за влагосодержание, опре1 деленное с.учетом количества испарившихся при сушке смолистых веществ (2j.
Недостатком способа является его сложность: образцы необходимо высушивать при разных значениях парциального давления водяного пара, для чего требуется увлажнять или подсушивать сушильный агент (воздух).
Кроме того, большая продолжительность одного анализа: образцы требуется сушить не менее 10 ч. Значительна и трудоемкость способа: необходимо периодически взвешивать образцы s процессе сушки, контролировать постоянство парциального давления водяного пара сушильного агента, регулировать для обеспечения постоянства парциального давления водяного пара сушильного агента мощность увлажнителя или осушителя воздуха.
Цель изобретения — упрощение и ускорение определения влагосодержания при сохранении высокой точности.
Поставленная цель достигается ,тем, что согласно способу, включающему отбор образцов, их сушку, измерение изменения массы образцов после сушки с последующим определением влагосодержания по формуле, измеряют размеры образцов вдоль волокон после сушки с расчетом количества испарившихся смолистых веществ и определением влагосодержания
В по формуле
ttl. Ц. Д, 41.
) 1 где юн.,tl„ — масса до сушки i-го и
j-го образцов;
ttl — масса после сушки )-го
11 3 и j-го образца;
";> " — размер вдоль волокон
i-ro u j-го образцов.
Образцы сушат одним и тем же сушильным агентом.
Образцы отбирают в виде одного (одних) образца (образцов) размером вдоль волокон 4-8 мм, другого (других) размером вдоль вопокон в 21134908
3 раза большим размера вдоль волокон первого образца. Образцы сушат при 103+2 С в течение 5-6 ч, Взвешивают каждый образец до и после сушки. Рассчитывают кажущееся влагосодержание каждого образца по формуле (1), где за м принимают массу обраца после сушки. Количество испарившихся смолистых веществ С, (по отношению к массе высушенного образ- 10 ца) рассчитывают по формуле
ЧЧ вЂ” %„
") 1
15 где С,. — количество испарившихся смолистых веществ из >-го об%=% . -С к; (3) Способ основан на использовании особенностей кинетики сушки смолистьм образцов: влага испаряется из образца значительно быстрее смолы.
За время испарения влаги из всего объема образца смола испаряется только из поверхностного слоя. Ко- 35 личество испарившейся влаги пропорционально объему образца. Если отбирать от материала образцы с наименьшим размером в направлении, в котором сопротивление материала массо- 40 обмену наименьшее, то массообменом между образцом и сушильным агентом в других направлениях можно пре. небречь. Количество испарившейся смолы пропорционально площади сече- 45 ния образца, перпендикулярно этому направлению. У образцов древесины, наименьший размер которых вдоль волокон, количество испарившейся к моменту прекращения испарения влаги 50 смолы пропорционально площади торцового сечения образца. Если из образцов испаряется только влага (несмолистый материал), то получаются. одинаковые. значения кажу- 55 щегося влагосодержания образцов, различающихся размером вдоль волокон.
20 разца;
Wq,Ф, — кажущееся влагосодержание
К.
1 го и j ãо образцов;
d.,d размеры 1-го и j-го образцов вдоль волокон.
Влагосодержание материала определяют по формуле
Если испаряются вода и смолистые вещества, то получается большее значение кажущегося влагосодержания образца, имеющего меньший размер вдоль волокон, так как площадь торцового сечения у образцов одинакова, а объем первого образца меньше второго.
На основании этого можно записать систему уравнений
%=VIK -ЫРЧ,.)
1 . (g)
-4а=а - () к j где F — площадь торцового сечения образца
Ч11 Ч. — объем образцов; — коэффициент пропорциональности.
Вычитаемые в уравнениях системы (4) — это поправки на испарившуюся смолу. Из (4) получаем = (iiiy В ) (), (5)
Учитывая соотношения
vF,, ч =и., (ц из (5) получим
Ы "(а -и l;(d 1) i i т
Подставляя в одно из уравнений системы (4) выражение Ы по (7) и учитывая (6), получаем формулу (3) для опрецеления влагосодержания К -®К a d к1 К.
W W i †— — Г=и
= к,,у, а,. Га, -к; а;-,. 3
Ъ
Температура сушки принята равной
103о+ 2 С.
Продолжительность сушки определена экспериментально и равна йродолжительности испарения влаги из толстых (по a() образцов.
Рекомендуется использовать один образец с размером вдоль волокон не меньше 4 мм: более тонкий образец сложно выпиливать (он может крошиться).
Второй образец рекомендуется выпиливать с размером вдоль волокон в 2-3 раза большим размера вдоль волокон первого образца для обеспечения достаточной чувствительности способа: Испольэовать образцы с еще большим размером вдоль волокон не рекомендуется, так как дальнейшее
1134908 6 чение 5-6 ч, взвешивают после сушки, измеряют размер каждого образца вдоль волокон. В результате получают следующие значения параметров об5 разцов м„, г г, г d, мм
Первый 14,516 13,599 15,4
Второй 5,240 4,848 6,7
По формуле 1 определяют кажущиеся влагосодержания первого и второго образцов н щ " " 1оот 1+ 9"& 1 З9100-„- ь,тФ(К 1ï„1Ü,599
Ф = 2 2 1OO= 1ОО=В,О9 ..
+,и . 2O
Приняв за i-й первый образец, за j-й количество смолистых веществ, испавторой, по формуле (2) определяют - рившихся из первого образца наряду к - к
1 d 6 -e,ЮВ т-1оз
1 С1 1 2 &,7 15, 6
2 1
;По формуле (3) определяют искомое влагосодержание
Ф =Ф„-С,=%„+С„=6,74-1,03=5,71X.
% =% -С =8,08-2,37=5,713, Образец
По примеру 2 первый t6,883 15,915
15,4 6,08 0,12 5,96 5,93 6,24
6,3 6,25 0,29 5,96 5,93 6,38 второй 6,598 6„210
По примеру 3 первый
11,044 10,482 14,9 5,36 0,05 5,30 5,34 5,42
4,304 4,082 6,1 5,44 0,13. 5,30 5,34 5,46 второй увеличение этого размера не дает существенного повышения чувствительности способа и ведет только к увеличению продолжительности сушки образцов.
Пример 1. Из соснового бруска сечением 43х38 мм поперечными резами выпиливают образцы, различающиеся размером вдоль волокон, Взвещивают их до сушки, сушат при 103+ +2 С в сушильном шкафу СЗШ-3 м в теТакой же результат получается, если за 1-й принять второй образец, а за 1-й первый: определяем по (2) 35 количество смолистых веществ, испарившихся из второго образца к к 8 08-6 74
С 2 15 4=2 377
Д,1 .15,4-6,7,о
1 -2
По (3) определяем искомое влагосодержание
Способом(1)получают влагосодержание первого образца 4 = 7,35Х, второго %т = 8,43Ж. Способом(2)получают И/и = 5,797.
Пример 2. По примеру 1 определяют влагосодержание бруска сечением 57х31 мм из мелкослойной листвинничной древесины. Получают следующие данные, представленные в таблице °
Пример 3. По примерам 1 и 2 определяют влагосодержачие березового бруска сечением 43х29 мм. Получили слудующие данные, представленные в таблице.
Предлагаемый способ прост, позволяет ускорить процесс определения влагосодержания в 3 раза.
