Определение влажности древесины электрическим методом

 

3.1 Цель и содержание работы

 

Целью работы является ознакомление с электрическим методом определения влажности древесины.

Содержание работы:

- изучение метода;

- определение влажности древесины электровлагомером;

- обработку результатов и формулирование выводов.

 

Краткая теория

 

В лабораторной работе № 2 показаны необходимость определения влажности древесины и области применения весового метода. Однако в практике широкое применение находят косвенные (электрические) методы ее контроля, хотя они и менее точны.

Принцип действия электровлагомеров основан на зависимости электрической проводимости древесины от ее влажности. Эти приборы дают наиболее точные показания при влажности менее 30%, т.е. в области особенно сильного влияния влажности древесины на ее электрическую проводимость.

Электрические методы контроля позволяют определить влажность древесины дистанционно (на расстоянии и выводить данные на компьютер, ответственный за принятие технологических решений). Особенно это необходимо в процессах сушки древесины.

Находят более широкое применение и другие методы, основанные на электрических явлениях: диэлькометрический, метод ядерного магнитного резонанса и др. При этом влажность древесины может достигать 100 %.

 

Аппаратура и материалы

 

Для проведения работы применяют: электровлагомеры ИВ-1, образцы древесины комнатно-сухого и воздушно-сухого состояния толщиной не более 40 мм, рулетки.

 

Проведение работы

 

Работа проводится в следующей последовательности:

- подготавливают журнал наблюдений (табл. 3.1);

- нумеруют образцы двумя большими буквами, характеризующих фамилии студентов, выполняющих совместно эту работу;

- измеряют рулеткой толщину материала;

- определяют породу древесины, используя определитель пород;

 

Таблица 3.1 – Журнал наблюдений

№ образца	Порода	Состояние древесины по влажности	Температура древесины, °С	Показания прибора	Влажность древесины, W

 

- изучают устройство прибора, и подготавливают его к работе, используя его паспорт;

- устанавливают переключатель пород в положение, соответствующее породе древесины;

- устанавливают переключатель температур в положение, соответствующее измеренной температуре;

- определяют на образце участок древесины без дефектов;

- внедряют иглы датчиков параллельно волокнам древесины, не допуская резких ударных движений до полного их заглубления;

- нажимают кнопку «замер», удерживая ее в течении 3…4 с;

- снимают показания прибора;

- выключают прибор и укладывают его в футляр.

 

Обработка результатов

 

Заносят результаты в журнал наблюдений и формулируют выводы.

3.6 Контрольные вопросы

1 Достоинства электрического метода определения влажности древесины

3 Недостатки электрического метода определения влажности древесины

4 Понятие влажности предела насыщения клеточных стенок

5 Величина влажности предела насыщения клеточных стенок

6 От чего зависит влажность предела насыщения клеточных стенок

7 Влияние влажности на электрическую проводимость древесины

 

Определение усушки древесины

 

4.1 Цель и содержание работы

Целью работы является ознакомление с методом определения усушки древесины.

Содержание работы включает:

- изучение метода;

- определение усушки древесины;

- обработку результатов и формулирование выводов.

 

Аппаратура и материалы

 

Образцы различных пород древесины (W ≥ 30 %), штангенциркуль с погрешностью 0,01 мм, сушильный шкаф, электронные весы с точность взвешивания 0,1 г.

 

Краткая теория

 

Древесина принадлежит к материалам, размеры которых нестабильны и изменяются при изменении ее влажности. Последняя зависит от температурно-влажностного состояния воздуха.

Уменьшение линейных размеров или объема древесины, наблюдаемые при снижении ее влажности, называется усушкой. Обратный процесс называется разбуханием. Эти процессы обратимы.

Явление усушки и разбухания древесины объясняются особенностями ее строения и взаимодействием с влагой. Поглощение молекул воды поверхностью элементарных фибрилл вызывает утолщение адсорбционных прослоек влаги и, следовательно, увеличение клеточных стенок (разбухание). Обратный процесс удаления адсорбционной влаги вызывает усушку.

Разбухание сухой древесины в воздухе или паре прекращается при достижении ею влажности предела гигроскопичности W_п.г.

Усушка сырой древесины начинается только от предела насыщения W_п.н. Изменение содержания в древесине свободной влаги не вызывает изменение ее размеров.

Величина усушки зависит от структурного направления, диапазона изменения влажности и породы древесины.

Усушка древесины учитывается во многих технологических процессах деревообрабатывающей промышленности.

Полная (максимальная) усушка β_max, %, характеризует уменьшение линейных размеров (объема) древесины при удалении всего количества связанной влаги

, (4.1)

где a _max – размер (объем) образца при W_п.н. или выше его, мм (мм³);

а _min – размер (объем) образца в абсолютно сухом состоянии, мм (мм³).

 

Коэффициент усушки – это величина усушки при снижении содержания связанной влаги в древесине на 1 %

(4.2)

 

Ориентировочные коэффициенты усушки приведены в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 - Коэффициенты усушки древесных пород

Порода	Коэффициент усушки
Радиальный Кβr	Тангенциальный Кβl	Обьемный Кβv
Лиственница	0,19	0,35	0,52
Сосна	0,17	0,28	0,44
Береза	0,26	0,31	0,54
Бук	0,17	0,32	0,47
Ясень	0,18	0,28	0,45
Дуб	0,18	0,27	0,43
Осина	0,14	0,28	0,41

Порядок проведения работы

 

Работа производится в следующей последовательности:

- подготавливают журнал наблюдений (табл. 4.2);

 

Таблица 4.2 – Протокол определения радиальной, тангентальной и объемной усушки

Маркировка образца

Порода

Размеры образца, мм

Усушка полная, %

Коэффициент усушки

Примечание

При влаж-ности равной или выше предела насыщения клеточных стенок

Абсолютно сухое состояние

Радиальное направление

Тангенциальное направление

Вдоль волокон

Радиальное направление

Тангенциальное направление

Объемная

Радиальное направление

Тангенциальное направление

Радиальное направление

Тангенциальное направление

Вдоль волокон

 

- измеряют размеры влажного образца по серединам радиальных и тангенциальных поверхностей (рис.4.1);

 

 

l_a

l_r

 

l_t

Рисунок 4.1 – Схема измерения образца

 

- высушивают образцы до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу;

- измеряют размеры образца в абсолютно сухом состоянии по соответствующим направлениям.

Обработка результатов

 

Определяют по формуле 4.1 полную усушку в радиальном и тангентальном направлениях, а также объемную;

- определяют по формуле 4.2 коэффициенты усушки;

- формулируют выводы.

 

4.6 Контрольные вопросы

1 Дать определение усушки

2 Полная усушка

3 Факторы, от которых зависит величина усушки

4 В каком направлении величина усушки имеет наибольшее значение

5 Коэффициент усушки

6 Влияние породы древесины на величину усушки