WarmFires.ru

Экспериментальная зависимость коэффициента влагопроводности Э от влажности древесины действительно имеет немонотонный характер (рис. 83). Влагопроводность вдоль волокон в 10-20 раз больше, чем поперёк волокон. При этом в радиальном направлении влагопроводность в 1,1-1,7 раз больше, чем в тангенциальном (вдоль окружности годичных колец). На рисунках 83 и 84 приведены усреднённые значения по радиусу и по окружности.

При высоких влажностях древесины (выше 100%) влагопроводность очень высока, этот режим отвечает течению свободной воды в крупных порах (см. первый механизм в разделе 4.2.5). В литературе этот режим называется по-разному (водопроводным, осмотическим, молярным и т. п.), что обусловлено недостаточной изученностью процесса. Также сложным для анализа является второй механизм (при влажностях древесины 30-100%), называемый условно капиллярным, но имеющим, видимо, в своей основе явление растекания воды по поверхности пор. При влажностях древесины ниже 30% (то есть в условиях гигроскопичности) крупные поры свободны от воды и заполнены воздухом, вследствие чего механизм переноса влаги является однозначно диффузионным. На рисунке 84 представлена экспериментальная зависимость диффузионной влагопроводности Эд, которая должна быть расчётным образом связана с коэффициентом паропроницаемости древесины (см. таблицу 4). Чем выше температура древесины, тем больше коэффициент диффузной влагопроводности, тем быстрее удаляется влага из древесины.

Рис. 85. Температурные зависимости свойств дистиллированной воды в компактном (жидком) состоянии.

Действительно, массовый поток пара через древесину определялся нами ранее как qп=|Llп(dpп/dx) (см. раздел 3), где Цп - паропроницаемость древесины по таблице 4.С другой стороны тот же массовый поток пара в других терминах равен qп=Dдd(pw)/dx=Dдpx(dwгигp/dpп)(dpп/dx), поскольку массовое содержание влаги в единице объёма древесины равно р\¥ (где р и \\г - плотность и относительная влажность древесины соответственно), относительная влажность древесины как правило равна гигроскопически равновесному значению при равновесном давлении пара рп внутри древесины при температуре Тд. Отсюда следует, что диффузионная составляющая Эд коэффициента влагопроводности D равна Вд=цп/р><^\\ГгигрД1рп). Поскольку с ростом температуры ^\¥ГИгрД1рп) быстро уменьшается (см. наклон кривых на рис 55), то Эд, соответственно, с ростом температуры быстро растёт (рис. 84).

В теории сушки древесины коэффициент влагопроводности представляют в виде суммы диффузионной, капиллярной и осмотической составляющих. При увлажнении древесины (рис. 82в) определяющую роль играет осмотическая составляющая влагопроводности, часто называемая водопроводностью, описывающая течение воды в капилляре со скоростью у=яг4Ар/8|ы1 (где г и 1 - радиус и длина капилляра, Ар - перепад гидродинамического давления, ц - динамическая вязкость воды, см. подробнее ниже в разделе 5.7), в частности, под действием капиллярного перепада давления Ар=2а/г, где а - коэффициент поверхностного натяжения воды. Поскольку вязкость воды с ростом температуры уменьшается (рис. 85), то коэффициент осмотической влагопроводности и скорость увлажнения с ростом температуры растут (рис. 81). Приведённые данные помогут дачнику оценить не только динамику сушки дров, но и динамику сушки и увлажнения потолка паровой бани при поддачах.

Многие методики в древесиноведении стандартизованы в большой группе стандартов, в том числе определения плотности ГОСТ 16483.1-84, водопоглощения ГОСТ 16483.20-72, влагопоглощения ГОСТ16483.19-72, водопроницаемости ГОСТ 16483.15-72, газопроницаемости ГОСТ 16483.34-77, гигроскопичности ГОСТ 16483.32-77 и т. д. Напомним попутно, что аналогичные процессы распространения влаги в пористых материалах рассматриваются в теории керамики, в теории грунтов и т. п. Причём и там пористые материалы при сушке усыхают, сжимаются («садятся»).