27.2. Тепловые свойства

Теплота адсорбции древесины (интегральная) характеризует энергию связи Q взаимодействующих веществ, для нахождения которой пользуются уравнением физико-химической термодинамики [14]:

Величина φ (в диапазоне 0—1) при медленной сушке толстых сортиментов близка к состоянию равновесия влаги воздуха с влагой древесины.

Зависимость ω'p(φ) устанавливают по (102)

Подставив значение φ из (119) в (118), получим для древесины при Т=const;

Согласно этому уравнению построена диаграмма (рис. 46, а) зависимости теплоты адсорбции от равновесной влажности древесины. Пунктиром нанесены линии φ=const для φ= 0,1 ... 0,5. При ф более 0,5 и температуре 50° С (когда ωр>8%) теплота адсорбции будет ниже 125 кДж/кг влаги (30 ккал/кг), т.е. менее 5% от теплоты испарения.

При ωр = const с понижением температуры теплота адсорбции возрастает, что согласуется с зависимостью ω(t φ) (см. рис. 29—33), по которой при φ=const с понижением температуры количество связанной влаги в древесине возрастает.

В процессе сушки пиломатериалов расход теплоты на испарение влаги следует учитывать не по средней, а по поверхностной влажности высушиваемого сортимента, близкой к состоянию равновесной влажности сушильного агента, т. е. добавлять дифференциальную теплоту набухания гигроскопического вещества.

В связи со спецификой динамики сушки пиломатериалов можно получить в аналитической [11] и графической форме (рис. 46) значение дифференциальной теплоты набухания. Ее закономерности описываются гиперболическим уравнением, производным от (121). Получаемые величины dQ/dω согласуются с результатами экспериментов [15] и [23] при выбранном частном значении температуры (50 и 62,5 °С).

Для кривой Стамма (см. рис. 27,6) кроме (99) близким к опытным данным будет также уравнение гиперболы, кДж/кг или ккал/кг без множителя 4,19:

При влажности w поверхности материала более 20% величина dQ/dω небольшая и может не рассматриваться в технических расчетах; при жестких режимах сушки эта величина может быть значительной, например при высушивании стружки или тонких сортиментов. В полулогарифмических координатах зависимости (99) и (122) близки к прямым.