Защитные средства для древесины

Защитные средства для древесины по направленности их действия разделяют на антисептики, антипирены и защитные средства комбинированного действия. Антисептиками называют защитные средства, предохраняющие древесину от биологического разрушения. Антипирены – защитные средства, предохраняющие древесину от возгорания. Защитные средства комбинированного действия защищают древесину одновременно от двух и более неблагоприятных воз-действий.

По числу компонентов защитные средства делят на однокомпонентные и многокомпонентные. Однокомпонентные состоят из одного химического вещества, многокомпонентные включают в свой состав два и более веществ. Многокомпонентные средства защиты могут быть рецептурными и препаратами. Рецептурные готовятся из нескольких химических веществ непосредственно на месте использования. Препараты – готовые формы, поставляемые предприятиями-изготовителями.

По вымываемости из древесины защитные средства делят на легковымываемые (обозначение по ГОСТ 20022.2-80 – ЛВ), вымываемые (В), трудновымываемые (ТВ) и невымываемые (НВ).

По растворимости средства защиты для древесины различают: водорастворимые (ВР), органикорастворимые, т. е. растворимые в легких органических растворителях (Л), масла, а также вещества, растворимые в маслах и тяжелых нефтепродуктах (М). Наиболее распространенной и многообразной группой защитных средств являются водорастворимые. По направленности действия они могут принадлежать к любой из ранее указанных групп: антисептикам, антипиренам, средствам комбинированного действия.

Водорастворимые антисептики в зависимости от входящих в их состав химических веществ, разделяют на фторсодержащие и хромсодержащие. Основными представителями однокомпонентных фторсодержащих средств защиты для древесины являются кремнефтористый аммоний (КФА), фтористый натрий (ФН) и кремнефтористый натрий (КФН). Все они обладают высокой токсичностью по отношению к биологическим разрушителям, их растворы легко проникают в древесину, не изменяют ее цвет и не придают запах, не снижают прочность древесины, ее способность склеиваться и окрашиваться. К недостаткам этих защитных средств следует отнести легкую вымываемость и способность вызывать коррозию черных металлов. Перечисленные выше фторсодержащие антисептики могут входить в состав многокомпонентных защитных средств, на что всегда указывает присутствие буквы Ф в обозначении этих средств.

Хромсодержащие антисептики – всегда многокомпонентные и включают в свой состав одно из двух веществ: бихромат натрия или бихромат калия. Хромсодержащие защитные средства являются, как правило, невымываемыми или трудновымываемыми. Они высокотоксичны по отношению к дереворазрушающим грибам и насекомым и, в то же время, относительно безвредны для людей и животных. Эти защитные средства слабо корродируют металлы и окрашивают древесину в зеленоватый цвет. В обозначениях хромсодержащих средств защиты для древесины всегда присутствует буква Х.

В состав многокомпонентных водорастворимых антисептиков часто включаются медный купорос и кальцинированная сода. В этом случае обозначение марки защитного средства соответственно содержит буквы М и С.

Водорастворимые антипирены чаще всего представляют собой препараты на основе фосфорно- и сернокислых солей аммония. Часто в их состав входят хлористый аммоний и карбамид.

Водорастворимые защитные средства комбинированного действия содержат в качестве компонентов как антисептики, так и антипирены. Основными компонентами комбинированных препаратов являются борная кислота и бура (тетраборат натрия). На их присутствие в композиции защитного средства указывает наличие в обозначении букв ББ. Препараты на основе буры и борной кислоты образуют водные растворы без цвета и запаха, которые легко проникают в древесину. Пропитанная древесина хорошо склеивается и окрашивается. Недостатком препаратов ББ является легкая вымываемость.

К органикорастворимым защитным средствам относятся, прежде всего, препараты на основе нафтената меди (НМ). Это вещество обладает высокой токсичностью ко всем биоразрушителям древесины. При пропитке используется в виде растворов в нефтепродуктах и других органических растворителях. Растворы нафтената меди одновременно с антисептированием гидрофобизируют древесину и окрашивают ее в зеленый цвет.

Для биозащиты древесины используют некоторые органические масла, которые сами по себе обладают высокой токсичностью по отношению к биоразрушителям. К ним относятся каменноугольное (КМ), антраценовое (АМ) и сланцевое (СМ) пропиточные масла. Все эти защитные средства негигроскопичны, не снижают механической прочности древесины, не способствуют коррозии металлов, не вымываемы из древесины. Недостатком пропиточных масел является то, что они окрашивают древесину в темно-бурый цвет и придают ей резкий запах. Несколько повышается горючесть древесины.

Способы пропитки древесины

Пропитка, т. е. проникновение защитных средств вглубь древесины, может происходить под действием капиллярных сил, внешнего избыточного давления, а также вследствие диффузионного перемещения молекул или ионов пропиточных веществ по капиллярам древесины, заполненным водой. В соответствии с этим, все известные способы пропитки могут быть разделены на три группы: способы капиллярной пропитки, пропитки под давлением и диффузионной
пропитки.

ГОСТ 20022.6-93 устанавливает способы пропитки, приведенные в табл. 6.1.

Табл. 6.1. Способы пропитки

Способ пропитки	Варианты исполнения способа пропитки	Обозна-чение
Способы капиллярной пропитки
1. Нанесение защитного средства на поверхность	1.1. Погружение (индекс в обозначении указывает продолжительность погружения в секундах или минутах)	НПп
	1.2. Нанесение кистью (индекс указывает кратность обработки)	НКк
	1.3. Опрыскивание (индекс указывает кратность обработки)	НОк
2. Вымачивание	Индекс в обозначении указывает продолжительность выдержки в часах	Вп
3. Панельная пропитка	Индекс указывает продолжительность выдержки в сутках	Пп
Способы пропитки под давлением
4. Пропитка по способу прогрев – холодная ванна	4.1. Прогрев древесины осуществляется в горячем растворе защитного средства, после чего следует выдержка прогретой древесины в холодном растворе	ПВ

Окончание табл. 6.1

Способ пропитки	Варианты исполнения способа пропитки	Обозна-чение
	4.2. Выдержка древесины в холодном растворе защитного средства следует после прогрева ее паром	ППВ
5. Автоклавная пропитка	5.1. Пропитка способом вакуум – атмосферное давление – вакуум	ВАДВ
	5.2. Пропитка способом давление – вакуум	ДВ
	5.3. То же с предпропиточным накалыванием древесины	ДВ-Н
	5.4. Пропитка способом вакуум – давление – вакуум	ВДВ
	5.5. То же с предпропиточным накалыванием древесины	ВДВ-Н
	5.6. Пропитка способом давление – давление – вакуум	ДДВ
	5.7. То же с предпропиточным накалыванием древесины	ДДВ-Н
Способы диффузионной пропитки
6. Диффузионная пропитка	6.1. Нанесение защитного средства на поверхность сортиментов (изделий) – диффузионная выдержка	НОб-Дв
	6.2. Нанесение защитного средства на поверхность – гидроизоляция	НОб-Г
	6.3. Нанесение защитного средства на поверхность без диффузионной выдержки	НОб
	6.4. Пропитка бандажированием	Б

6.3. Выбор защитного средства
и способа пропитки древесины

Решение по выбору защитного средства и способа пропитки древесины зависит, прежде всего, от условий, в которых будет эксплуатироваться пропитанная древесина. ГОСТ 20022.2-80 устанавливает 18 классов условий службы. При определении класса учитываются назначение изделия из пропитанной древесины (объект защиты), источник или характер увлажнения, интенсивность вымывания защитного средства и продолжительность периода активности биологических разрушений. Конкретная информация, необходимая для определения класса условий службы, приведена в табл. 32 приложения.

Выбор защитного средства и способа пропитки зависит также от группы пропитываемости, к которой относится обрабатываемая древесина (табл. 31 приложения). В случае если пропитке подвергаются пиломатериалы толщиной S < 40 мм, значение имеет и характер работы деталей или конструкций, изготавливаемых из пропитанной древесины. Они могут быть несущие и ненесущие, что существенно влияет на технологию защитной обработки.

Выбор защитного средства и способа пропитки древесины производят по ГОСТ 20022.0-93 [18], в котором даны соответствующие рекомендации. Для всех возможных вариантов стандарт устанавливает нормативную величину общего поглощения защитного средства, требуемую глубину пропитки и указывает средний срок службы пропитанной древесины в случае выполнения этих условий.

При пользовании ГОСТ 20022.0-93 следует учитывать, что нормативные значения общего поглощения защитного средства установлены для круглых лесоматериалов диаметром D _н = 200 мм и шириной заболони z = 30 мм; для брусьев, имеющих размеры поперечного сечения S _н´ b _н = 180´220 мм; для досок с размерами поперечного сечения S _н´ b _н = 22´110 мм. В случае если размеры пропитываемых сортиментов отличаются от приведенных выше, необходимо проводить уточняющий расчет.

Общее поглощение защитного средства круглыми лесоматериалами рассчитывают по формуле

, кг/м3,

(6.1)

где D – средний диаметр круглых лесоматериалов, подлежащих пропитке, м; D _н – диаметр круглых лесоматериалов, для которого ГОСТ 20022.0-93 устанавливает нормативную величину общего поглощения защитного средства, м; d – требуемая глубина пропитки, м; G _н – нормативная величина общего поглощения защитного средства, установленная ГОСТ 20022.0-93, кг/м³.

Аналогичный расчет для пиломатериалов выполняют по
формуле

, кг/м3,

(6.2)

где S и b – толщина и ширина сортиментов, подлежащих пропитке, м; S _н и b _н – толщина и ширина сортиментов, для которых ГОСТ 20022.0-93 устанавливает нормативную величину общего поглощения защитного средства, м.

При антисептировании древесины нанесением защитного средства на поверхность кистью или опрыскиванием кратность обработки рассчитывают по формуле

,

(6.3)

где g _н – нормативная величина удержания защитного средства, установленная ГОСТ 20022.0-93, г/м²; g _у – удержание пропиточной жидкости при однократной обработке, г/м²; s – концентрация защитного средства в пропиточной жидкости, %.

Удержание пропиточной жидкости при однократной обработке для различных способов нанесения и объектов защиты приведено в табл. 6.2.

Табл. 6.2. Удержание пропиточной жидкости при однократной обработке

Способ нанесения	Удержание защитного средства, г/м2, для
	нестроганой поверхности	строганной поверхности	фанеры
НПп	200	120	100
НКк	200	120	80
НОк	140	80	50

Примеры

Пример № 80. Для изготовления опор линий связи используют круглые лесоматериалы из древесины сосны. В период эксплуатации опоры будут подвергаться воздействию почвенной влаги и загрязнениям органического характера. Период активности биологических разрушителей составляет 7–8 месяцев в году. Установить способы пропитки древесины и защитные средства, которые обеспечат средний срок службы опор t_сс = 35–40 лет. Для каждого защитного средства определить нормативную величину общего поглощения.

Решение. По табл. 32 приложения, учитывая назначение пропитываемой древесины, характер увлажнения изделий во время эксплуатации, интенсивность вымывания защитных средств и период активности биологических разрушителей, определяем класс условий службы пропитанной древесины: XIII.

Используя табл. 31 приложения, устанавливаем, что заболонная древесина сосны относится к группе легкопропитываемых пород, т. е. к 1-й группе.

Зная класс условий службы изделий и группу пропитываемости древесины, по табл. 1 [18] находим, что срок службы t_сс = 35–40 лет будет обеспечен при автоклавной пропитке по способу ДДВ каменно-угольным (КМ) и сланцевым (СМ) маслами, по способу ДВ – защитным средством НМ-М, по способу ВДВ – препаратом ХМ-11. По этой же таблице определяем нормативные значения общего поглощения защитных средств: КМ – 90–120 кг/м³; СМ – 95–125 кг/м³; НМ-М – 12–16 кг/м³; ХМ-11 – 13–15 кг/м³.

Ответ: ДДВ, КМ, G _н = 90–120 кг/м³;

ДДВ, СМ, G _н = 95–125 кг/м³;

ДВ, НМ-М, G _н = 12–16 кг/м³;

ВДВ, ХМ-11, G _н = 13–15 кг/м³.

Пример № 81. Пиломатериалы толщиной S > 40 мм используют для изготовления внутренних конструкций неотапливаемых помещений. Условия эксплуатации конструкций допускают периодическое образование на их поверхности стекающего конденсата, что может вызвать умеренное вымывание защитных средств. Период активности биологических разрушителей не превышает 6 месяцев в году. Подобрать способ пропитки и защитное средство, которое при минимальном расходе обеспечит максимальный срок службы конструкций.

Решение. По табл. 32 приложения, учитывая характер изделий из пропитанной древесины и условия их эксплуатации, устанавливаем класс условий службы: VII.

Зная класс условий службы, по табл. 2 [18] находим, что максимальный срок службы изделий t_сс = 45–50 лет может быть обеспечен при автоклавной пропитке по способу ВДВ-Н защитными средствами ХМФ-БФ, ХМФС, Сенеж. Среди них наименьшую величину нормативного поглощения имеет препарат ХМФ-БФ: G _н = 2–3 кг/м³.

Ответ: ВДВ-Н, ХМФ-БФ, G _н = 2–3 кг/м³.

Пример № 82. Ящичную тару изготавливают из березовых и еловых досок тангенциальной распиловки толщиной S = 19 мм. Особенности ее эксплуатации допускают длительные периоды хранения на неотапливаемых складах и транспортирования в железнодорожных вагонах в условиях, исключающих контакт с влагой. Возможно лишь гигроскопическое увлажнение древесины, не вызывающее вымывания защитных средств. Пропитку древесины проводят способом прогрев – холодная ванна, используя при этом препарат БС-13. Определить средний срок службы тары из березовой и еловой древесины, а также величину нормативного поглощения защитного средства.

Решение. По табл. 32 приложения определяем, что условия службы ящичной тары соответствуют I классу.

Доски тангенциальной распиловки выпиливаются, преимущественно, из заболони. С учетом этого обстоятельства, используя табл. 31 приложения, относим березовую древесину к 1-й группе пропитываемости, а еловую – к 3-й.

По табл. 3 [18] определяем, что древесина березы, пропитанная защитным средством БС-13 по способу прогрев – холодная ванна, имеет средний срок службы t_сс = 40–45 лет. Нормативное поглощение защитного средства в этом случае составляет G _н = 8–10 кг/м³. Срок службы пропитанной древесины ели составляет t_сс = 35–40 лет при том же значении нормативного поглощения.

Ответ: береза – t_сс = 40–45 лет; G _н = 8–10 кг/м³;

ель – t_сс = 35–40 лет; G _н = 8–10 кг/м³.

Пример № 83. Сосновые бревна диаметром D = 26 см, имеющие среднюю ширину заболони z = 36 мм, используют для изготовления свай, условия эксплуатации которых соответствуют XII классу. Бревна пропитывают раствором защитного средства ХМФ-221, применяя способ ВДВ автоклавной пропитки. Определить средний срок службы пропитанной древесины, а также общее поглощение защитного
средства.

Решение. Пользуясь табл. 31 приложения, относим сосновую древесину к 1-й группе легкопропитываемых пород древесины.

По табл. 1 [18] для XII класса условий службы определяем, что при пропитке древесины препаратом ХМФ-221 по способу ВДВ средний срок ее службы составляет t_сс = 25–30 лет. Здесь же находим,
что нормативная величина общего поглощения составляет
G _н = 9–10 кг/м³, а требуемая глубина пропитки должна быть не менее 85% от ширины заболони. Рассчитываем глубину пропитки:

м.

По формуле (6.1) определяем общее поглощение защитного средства:

	кг/м3;
	кг/м3.

Ответ: t_сс = 25–30 лет; G = 7,2–8,0 кг/м³.

Пример № 84. Осиновые пиломатериалы с размерами поперечного сечения S ´ b = 25´160 мм пропитывают каменноугольным маслом в автоклавах способом давление – давление – вакуум. Пропитанная древесина будет использована для изготовления несущих деталей, эксплуатируемых в условиях, соответствующих IX классу службы. Определить общее поглощение защитного средства и средний срок службы пропитанной древесины.

Решение. Согласно табл. 31 приложения, осиновая древесина относится ко 2-й группе умереннопропитываемых пород.

По табл. 3 [18] для древесины, относящейся ко 2-й группе пропитываемости, используемой для изготовления несущих деталей, которые будут эксплуатироваться в условиях IX класса службы, определяем, что пропитка каменноугольным маслом в автоклавах по способу ДДВ обеспечит средний срок службы t_сс = 40–45 лет. По этой же таблице определяем требуемую глубину пропитки d = 2 мм и нормативную величину общего поглощения G _н = 60–90 кг/м³.

По формуле (6.2) определяем общее поглощение защитного средства:

кг/м3;

кг/м3.

Ответ: t_сс = 40–45 лет; G = 51,3–77,0 кг/м³.

Пример № 85. Строганные заготовки будут эксплуатироваться в условиях, соответствующих I классу службы. Антисептирование заготовок проводят способом нанесения кистью, применяя при этом водный раствор препарата ХМФС, концентрация которого составляет s = 16%. Определить кратность обработки.

Решение. По табл. 4 [18] определяем нормативную величину удержания защитного средства g _н = 25–30 г/м², а по табл. 6.2 –
удержание пропиточной жидкости при однократной обработке g _у = 120 г/м².

Кратность обработки рассчитываем по формуле (6.3). При этом принимаем бо¢льшее значение удержания защитного средства:

.

Ответ: КО = 2.

Задачи

 

1. Каково давление насыщения пара при температуре t = 120⁰С?

2. При каком давлении пар будет насыщенным, если его температура t = 54⁰С?

3. Давление в паровом котле составляет p _н = 0,6 МПа. Какова температура находящегося в нем насыщенного водяного пара?

4. Какова температура насыщенного водяного пара, находящегося под давлением p _н = 22 000 Па?

5. Какой должна быть температура пара, чтобы он был перегретым при давлениях: p _п1 = 2000 Па; p _п2 = 20 000 Па; p _п3 = 200 000 Па?

6. Определить состояние водяного пара, если его давление p _п = 0,5 МПа, а температура t = 172⁰С.

7. Определить состояние водяного пара, если при температуре t = 170⁰С он имеет давление p _п = 0,792 МПа.

8. Определить состояние водяного пара, имеющего при температуре t = 50⁰С плотность r_п = 0,1 г/м³.

9. Водяной пар, находящийся под давлением p _п = 200 кПа, имеет плотность r_п = 0,8 г/м³. Определить состояние пара.

10. Определить величину перегрева пара, который, находясь под давлением p _п = 500 000 Па, имеет температуру t = 175⁰С.

11. Водяной пар находится под давлением p _п = 20 кПа. Определить степень его насыщенности, если температура пара составляет t = 80⁰С.

12. Определить относительную упругость пара при температуре t = 140⁰С и давлении p _п = 0,3 МПа.

13. Водяной пар со степенью насыщенности j = 0,5 находится под давлением p _п = 0,6 МПа. Какова его температура?

14. Пар имеет температуру t = 120⁰С и относительную упругость j = 10%. Под каким давлением он находится?

15. Определить степень сухости влажного насыщенного пара, если он находится под давлением p _п = 0,6 МПа и имеет удельный объем v _п = 0,3 м³/кг.

16. Водяной пар, находящийся под давлением p _п = 200 000 Па, имеет степень сухости c = 0,9. Определить плотность и удельный объем пара.

17. Водяной пар, находящийся под давлением p _п = 0,035 МПа, имеет температуру t = 85⁰С. Определить степень его насыщенности и удельный объем.

18. Водяной пар при давлении p _п = 7000 Па имеет степень насыщенности j = 0,35. Определить плотность пара.

19. Плотность водяного пара при температуре t = 80⁰С составляет r_п = 0,2 кг/м³. Какова степень насыщенности водяного пара?

20. Водяной пар при давлении p _п = 15 000 Па имеет температуру t ₁ = 90⁰С. Как изменится его состояние при охлаждении до температуры t ₂ = 50⁰C? Определить степень сухости пара после охлаждения.

21. Перегретый пар, проходя через штабель высушиваемого материала, изменяет свою температуру от t ₁ = 115⁰С до t ₂ = 112⁰С. Давление в сушильной камере – атмосферное. Как изменяется при сушке относительная упругость пара?

22. Водяной пар, находящийся под атмосферным давлением, проходит через калорифер и при этом нагревается от температуры t ₂ = 105⁰С до температуры t ₁ = 130⁰С. Как при этом изменяются его плотность и степень насыщенности?

23. Определить плотность, удельную энтальпию и удельную теплоту парообразования насыщенного водяного пара с температурой t = 95⁰С.

24. Определить плотность, удельную энтальпию и удельную теплоту парообразования насыщенного водяного пара, находящегося под давлением p _н = 0,33 МПа.

25. Определить удельную энтальпию и плотность влажного
пара со степенью сухости c = 0,95, находящегося под давлением p _п = 0,12 МПа.

26. Влажный пар при температуре t = 135⁰С имеет удельный объем v _х = 0,566 м³/кг. Определить степень его сухости и удельную энтальпию.

27. Плотность перегретого пара при давлении p _п = 0,02 МПа составляет r_п = 0,065 кг/м³. Определить степень его насыщенности и удельную энтальпию.

28. Степень насыщенности пара при температуре t = 100⁰С составляет j = 0,45. Определить плотность и удельную энтальпию пара.

29. В калорифер поступает насыщенный водяной пар с давлением p _н = 0,6 МПа. Определить количество теплоты, которое выделится при конденсации V _п = 10 м³ пара.

30. Калорифер сушильной камеры обеспечивает тепловую мощность N _т = 150 кВт. Определить количество насыщенного пара с температурой t = 120⁰С, которое он потребляет за время t = 1 ч. Неучтенные потери пара составляют f = 20%.

31. Определить влагоемкость воздуха при температуре t ₁ = 20⁰C; t ₂ = 60⁰C; t ₃ = 100⁰C.

32. Абсолютная влажность воздуха при температуре t = 30⁰С составляет r_п = 15,2 г/м³. Определить относительную влажность
воздуха.

33. Какова относительная влажность воздуха при температуре t = 50⁰С, если плотность пара в воздухе составляет r_п = 50 г/м³?

34. Воздух при температуре t = 60⁰С имеет относительную влажность j = 60%. Определить абсолютную влажность воздуха.

35. Определить плотность водяного пара в воздухе при температуре t = 90⁰С и относительной влажности воздуха j = 10%.

36. Какой будет плотность влажного воздуха при атмосферном давлении и температуре t = 20⁰С, если его относительная влажность составляет j = 65%?

37. В сушильной камере поддерживается температура t = 55⁰С. Определить плотность влажного воздуха, если его влагосодержание составляет d = 95 г/кг.

38. При температуре t = 75⁰С относительная влажность воздуха составляет j = 63%. Рассчитать его влагосодержание и энтальпию.

39. Каковы влагосодержание и энтальпия влажного воздуха, если при температуре t = 30⁰С его абсолютная влажность r_п = 20 г/м³?

40. При температуре t = 400⁰С парциальное давление водяного пара в воздухе составляет p _п = 15 кПа. Определить энтальпию и влагосодержание воздуха.

41. Определить, в каком из трех состояний воздух будет иметь наибольшую энтальпию: а) t ₁ = 700⁰С, p _п1 = 7000 Па; б) t ₂ = 600⁰С, p _п2 = 28 000 Па; в) t ₃ = 550⁰С, p _п3 = 20 000 Па.

42. Допустимая относительная влажность воздуха в помещении музея составляет от j₁ = 50% до j₂ = 70%. В каком диапазоне нужно поддерживать температуру воздуха с влагосодержанием d = 10 г/кг, чтобы выполнить это условие?

43. Определить температуру и относительную влажность воздуха, если его энтальпия составляет I = 900 кДж/кг, а влагосодержание d = 300 г/кг.

44. Энтальпия и влагосодержание воздуха составляют соответственно I = 200 кДж/кг, d = 60 г/кг. Какова температура и абсолютная влажность этого воздуха?

45. Воздух имеет энтальпию I = 1000 кДж/кг и парциальное давление водяного пара p _п = 18 400 Па. Определить влагосодержание и температуру воздуха.

46. Используя Id -диаграмму, определить параметры влажного воздуха, если известны его температура t и относительная влаж-
ность j:

а) t = 50⁰C, j = 0,5;                  г) t = 80⁰C, j = 50%;

б) t = 100⁰C, j = 10%;              д) t = 72⁰C, j = 0,9;

в) t = 60⁰C, j = 100%;              е) t = 76⁰C, j = 0,25.

47. С помощью Id -диаграммы определить параметры влажного воздуха, если известны его плотность r и влагосодержание d:

а) r = 0,80 кг/м³, d = 350 г/кг; г) r = 0,85 кг/м³, d = 170 г/кг;

б) r = 1,00 кг/м³, d = 60 г/кг;   д) r = 1,10 кг/м³, d = 15 г/кг;

в) r = 0,82 кг/м³, d = 220 г/кг; е) r = 0,845 кг/м³, d = 235 г/кг.

48. С помощью Id -диаграммы определить параметры влажного воздуха, если известны его температура t и парциальное давление водяного пара p _п:

а) t = 120⁰С, p_п = 30 000 Па;    г) t = 56⁰С, p _п = 16 500 Па;

б) t = 62⁰С, p_п = 5000 Па;        д) t = 20⁰С, p _п = 2000 Па;

в) t = 50⁰С, p_п = 13 000 Па;      е) t = 87⁰С, p _п = 29 500 Па.

49. С помощью Id -диаграммы определить параметры влажного воздуха, если известны его энтальпия I и влагосодержание d:

а) I = 900 кДж/кг, d = 310 г/кг; г) I = 100 кДж/кг, d = 25 г/кг;

б) I = 420 кДж/кг, d = 130 г/кг; д) I = 1210 кДж/кг, d = 410 г/кг;

в) I = 480 кДж/кг, d = 160 г/кг; е) I = 550 кДж/кг, d = 175 г/кг.

50. Влажный воздух с энтальпией I ₁ = 120 кДж/кг и влагосодержанием d ₁ = 30 г/кг нагрели до температуры t ₂ = 60⁰С таким образом, что его относительная влажность осталась постоянной. Как изменились при этом энтальпия и влагосодержание воздуха? Задачу решить с помощью Id -диаграммы.

51. Определить высшую теплотворную способность древесного топлива влажностью W _от = 65% и количество воздуха, теоретически необходимое для сжигания М _т = 1 кг этого топлива.

52. Древесные опилки, имеющие влажность W _от = 30%, сжигаются при коэффициенте избытка воздуха a = 1,5. Определить массу сухой части топочного газа и водяного пара, образующихся при сгорании М _т = 1 т опилок.

53. В топке, имеющей коэффициент полезного действия h = 85%, сжигается древесное топливо относительной влажностью W _от = 30% при коэффициенте избытка воздуха a = 3. Параметры воздуха, поступающего в топку: энтальпия I ₀ = 30 кДж/кг, влагосодержание d ₀ = 5 г/кг. Определить энтальпию, влагосодержание и температуру образующегося топочного газа. Задачу решить аналитически.

54. Как изменятся параметры топочного газа, если при условиях горения, заданных в задаче № 53, влажность древесного топлива увеличится до W _от = 51%?

55. Отходы деревообрабатывающего цеха абсолютной влажностью W _аб = 20% сжигаются в топке, имеющей коэффициент полезного действия h = 90%. Воздух поступает в топку в количестве, обеспечивающем коэффициент избытка a = 2,5, и имеет параметры: энтальпию I ₀ = 40 кДж/кг, влагосодержание d ₀ = 10 г/кг. Определить энтальпию, влагосодержание и температуру топочного газа.

56. Как изменятся параметры топочного газа, если в топку, заданную в задаче № 55, увеличат подачу воздуха до получения коэффициента избытка a = 3?

57. При сжигании в топке, имеющей коэффициент полезного действия h = 90%, древесного топлива, относительная влажность которого составляет W _от = 40%, образуется топочный газ в количестве g _г = 11,0 кг сухого газа на 1 кг топлива. Определить коэффициент избытка воздуха, при котором происходило горение, а также энтальпию и влагосодержание топочного газа, если в топку поступает воздух, имеющий энтальпию I ₀ = 25 кДж/кг и влагосодержание d ₀ = 5 г/кг.

58. По заданной абсолютной влажности древесного топлива W _аб и коэффициенту избытка воздуха a определить с помощью
Id a-диаграммы параметры топочного газа:

а) W _аб = 60%, a = 2,52;            г) W _аб = 25%, a = 2,24;

б) W _аб = 140%, a = 1,60;          д) W _аб = 65%, a = 1,75;

в) W _аб = 150%, a = 3,20;          е) W _аб = 0%, a = 4,00.

59. Используя Id a-диаграмму, определить параметры топочного газа, полученного при сжигании древесного топлива, относительная влажность которого W _от. Коэффициент избытка воздуха a составляет:

а) W _от = 50%, a = 2,70;            г) W _от = 64,3%, a = 1,50;

б) W _от = 60%, a = 4,50;            д) W _от = 37,5%, a = 2,60;

в) W _от = 20%, a = 2,45;            е) W _от = 0%, a = 5,20.

60. При сжигании древесного топлива был получен топочный газ с температурой t и влагосодержанием d. Применив Id a-диаграмму, определить абсолютную влажность топлива и коэффициент избытка воздуха, при котором происходило его горение. Определить энтальпию топочного газа.

а) t = 500⁰С, d = 100 г/кг;         г) t = 670⁰С, d = 195 г/кг;

б) t = 350⁰С, d = 45 г/кг;          д) t = 390⁰С, d = 130 г/кг;

в) t = 1050⁰С, d = 70 г/кг;         е) t = 825⁰С, d = 110 г/кг.

61. В помещении с температурой t ₁ = 25⁰С относительная влажность воздуха составляет j₁ = 50%. Рассчитать относительную влажность воздуха при понижении температуры до t ₂ = 15⁰С.

62. В герметично закрытой сушильной камере содержится насыщенный паром воздух при температуре t ₁ = 40⁰С. Какой будет относительная влажность воздуха в камере после повышения температуры до t ₂ = 90⁰C? Задачу решить аналитически и с помощью
Id -диаграммы.

63. В сушильной камере поддерживается температура t ₁ = 70⁰C и относительная влажность j₁ = 40%. До какой величины нужно снизить в камере температуру, чтобы воздух в ней стал насыщенным водяным паром? Задачу решить расчетным путем и с помощью
Id -диаграммы.

64. Воздух имеет температуру t ₁ = 85⁰C и относительную влажность j₁ = 33%. До какой температуры можно его охладить без изменения влагосодержания? Задачу решить аналитически.

65. Известны парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха p _п1 = 19 800 Па, j₁ = 80%. С помощью
Id -диаграммы определить основные параметры этого воздуха и того же воздуха, нагретого о сухую поверхность до температуры t ₂ = 95⁰С.

66. Воздух, имеющий температуру t ₁ = 100⁰С и относительную влажность j₁ = 0,10, охладили о сухую поверхность до достижения относительной влажности j₂ = 40%. С помощью Id -диаграммы определить параметры воздуха до и после охлаждения.

67. Топочный газ, образовавшийся при сгорании древесного топлива абсолютной влажностью W _аб = 160%, имеет температуру t ₁ = 700⁰С. Используя Id a-диаграмму, определить остальные параметры топочного газа, а также коэффициент избытка воздуха a, при котором происходило сгорание топлива. Какими станут параметры топочного газа, если он будет охлажден о сухую поверхность до температуры t ₂ = 150⁰С?

68. Воздух с температурой t ₁ = 90⁰С и относительной влажностью j₁ = 0,5 охлаждается о сухую поверхность до температуры t ₂ = 40⁰С. Сколько при этом получится конденсата, если масса воздуха М = 350 кг? Задачу решить, используя Id -диаграмму и без нее.

69. Воздух в количестве М = 100 кг с температурой t ₁ = 80⁰C и относительной влажностью j₁ = 80% охлаждается в конденсаторе до температуры t ₂ = 30⁰С. Определить, сколько при этом получится конденсата. Задачу решить, применяя Id -диаграмму и без нее.

70. В камере содержится М = 200 кг воздуха с температурой t ₁ = 75⁰С и абсолютной влажностью r_п1 = 121 г/м³. Сколько воды выделится из воздуха в виде конденсата, если температура в камере уменьшится до t ₂ = 50⁰С? Задачу решить аналитически.

71. Используя Id -диаграмму, определить количество влаги, сконденсированной из М = 80 кг воздуха, если первоначально он имел параметры I ₁ = 300 кДж/кг и t ₁ = 60⁰С, а после охлаждения в конденсаторе его температура стала t ₂ = 40⁰С.

72. В камере содержится М = 300 кг воздуха с температурой t ₁ = 10⁰С и относительной влажностью j₁ = 80%. Сколько надо распылить в камере воды, чтобы после нагрева воздуха до температуры t ₂ = 70⁰C его относительная влажность составила j₂ = 50%?

73. Сколько потребуется теплоты для нагревания М = 200 кг насыщенного влагой воздуха от температуры t ₁ = 50⁰С до t ₂ = 111⁰С? Задачу решить с помощью Id -диаграммы и аналитически.

74. Сколько выделят теплоты М = 200 кг воздуха, имеющего влагосодержание d ₁ = 30 г/кг, при охлаждении его от температуры t ₁ = 88⁰С до t ₂ = 40⁰С? Задачу решить, используя Id -диаграмму
и без нее.

75. Сколько потребуется теплоты, чтобы М = 100 кг воздуха с температурой t ₁ = 22⁰С и относительной влажностью j₁ = 60% нагреть до температуры t ₂ = 95⁰С? Задачу решить с помощью
Id -диаграммы.

76. Топочный газ, полученный при сжигании древесного топлива относительной влажностью W _от = 44,5% при коэффициенте избытка воздуха a = 2,02, транспортируется по борову. В конце борова плотность газа составляет r₂ = 0,35 кг/м³. Как изменилась температура топочного газа за время транспортировки? Какая час