Сушка древесины
Физика сушки
Сушка древесины - процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.
Задачи сушки древесины: предупреждение изменения линейных размеров древесины, так называемая усушка древесины, которая наблюдается при изменении количества связанной воды (т.е. при снижении влажности до 30%). Считается, что пиломатериал хвойных пород при сушке от свежеспиленного состояния (W>30%) до транспортной влажности (W=20...22%) усыхают на 3%. Полная объемная сушка составляет 12...15%. Отметим, что тонкие доски усыхают больше, чем толстые.
Процесс сушки древесины включает следующие этапы:
- Влагообмен - удаление влаги с поверхности древесины (испарение И ).
- Влагоперенос - перемещение влаги внутри древесины (диффузия Д ).
Для сушки необходимо, чтобы происходили оба процесса. Влага от внутренних, сердцевинных слоев должна идти к поверхности (влагоперенос) и удаляться с поверхности (влагообмен). При этом важно, чтобы процессы влагообмена и влагопереноса были бы по интенсивности одинаковыми. Если количество воды, удаляемой с поверхности будет больше, чем G внутренних слоев, то и усыхание поверхностных слоев будет больше. В результате будет создаваться напряжение между внутренними и внешними слоями. Причем, это напряжение будет тем больше, чем больше разница между влажностью сердцевины и поверхности древесины. Напряжения могут приводить к деформациям в древесине, к трещинам и разрушениям.
Таким образом,
Если влагообмен И = Д влагоперенос, то сушка будет проходить без напряжений и деформаций.
Если влагообмен И > Д влагоперенос, то во время сушки возможны слабые напряжения и долговременные деформации.
Если влагообмен И >> Д влагоперенос, то во время сушки возможны сильные напряжения, большие деформации, трещины и разрушения.
Для правильной сушки необходимо удалять с поверхности древесины всю влагу, которая покидает сердцевину посредством диффузии.
Предел насыщения волокон (28...30% влажности) имеет место, когда свободная вода удалена, а остается в древесине только связанная вода.
Влагоперенос внутри древесины происходит под действием различных движущих сил:
- градиент влажности - перемещение влаги (при ее неравномерном распределении в древесине) в направлении понижающей влажности (влагопроводность);
- градиент температуры - перемещение влаги (при неравномерном распределении температуры в древесине) в направлении понижающей температуры (термовлагопроводность);
- перепад давления - перемещение влаги (при избыточном давлении внутри древесины) в направлении понижающего давления.
