24.2. Расчет сушильных установок

Усушка отражается на плотности древесины. В практике расчета сушильных установок применяют не зависящую от усушки условную плотность древесины ρу (кг/м3), под которой подразумевают отношение массы древесины в абсолютно сухом состоянии т к ее объему V при влажности выше 30%:

Значения условных плотностей и влажностных характеристик древесины основных древесных пород СССР приведены в табл. 6. С учетом понятия условная плотность удобно находить количество М (кг/м3) влаги, удаляемой при сушке из 1 м3 древесины, несмотря на изменение при этом ее объема:

где ωн—влажность древесины до сушки, %; ωк — влажность древесины после сушки, %

Величина усушки, отнесенная к 1% уменьшения количества связанной влаги, называется коэффициентом К усушки. Процент усушки У по данному направлению определится умножением коэффициента усушки (см. табл. 6) на величину уменьшения влажности в гигроскопическом состоянии (т. е. ниже 30%)

Например, тонкая, медленно высушиваемая сосновая доска шириной 100 мм, тангентальной распиловки, с начальной влажностью выше 30% и конечной 10%, при К=0,31 (см. табл. 6) усохнет на величину У=0,31 (30—10) =6,2%, т.е. ее ширина в сухом состоянии будет 93,8 мм.

Для небольших по сечению брусков, на торце которых годовые слои близки к параллельным прямым, направленным под углом α к пропилу, величина усушки Уα (%) бруска по ширине или толщине определится по формуле:

где α — средний угол наклона между касательной к годовым слоям и направлением ширины (или толщины) материала;

Ур — известная усушка по радиальному направлению; Ут — известная усушка по тангентальному направлению.

По (114) получим, что при α=0 (т.е. тангентальное направление годовых слоев к направлению ширины бруска) Уа=У9+УТ—УР=УТ, а при α = 90° Уα = Ур+0 = Ур.

Графическая зависимость между влажностью и усушкой древесины для тонких образцов, высыхающих медленно, т. е. равномерно по толщине, представлена в виде прямых ВА, ВК и ВР (рис. 37). При интенсивном процессе сушки нетонких материалов в поверхностной их зоне влажность быстро становится ниже предела гигроскопичности, и эта зона начинает усыхать, когда средняя влажность материала еще выше 30% (точка М). Пропорциональность между величиной усушки и снижением влажности древесины при этом нарушается (пунктирная кривая МН). Уменьшается также .величина отрезка АО до НО; это объясняется растяжением древесины на величину АН из-за возникновения при сушке остаточных деформаций.

Таким образом, следует различать свободную усушку древесины как коллоидного тела (отрезок СЕ при конечной влажности в точке Е) и несвободную усадку (отрезок ДЕ). Последняя происходит в результате суммарного изменения размеров древесины из-за потери связанной влаги, остаточных деформаций и возможно от внешних механических воздействий (например, в местах расположения прокладок, также препятствующих усушке по ширине доски). Происходит растяжение древесины на величину ДС.

Для определения усушки следует вырезать тонкие пластинки (перпендикулярно длине волокон) и, медленно высушивая, периодически определять их массу и размеры.