32.2. Основные закономерности передвижения влаги в древесине

Для сушки пиломатериалов особенно перспективно стимулирующее воздействие на поток свободной влаги. Жидкость в пористом теле перемещается в виде фильтрационного движения под действием силы тяжести, гидростатического давления (молярный или конвективный перенос) и путем капиллярного всасывания. Величина капиллярного давления для вогнутого мениска смачивающей жидкости радиусом r определяется по соотношению Лапласа:

где σ — коэффициент поверхностного натяжения; его величина для воды с повышением температуры уменьшается по линейному закону [30]:

Разность капиллярных давлений Δр при неодинаковых радиусах r1 и r2 по длине капилляра

создает движение жидкости в капилляре.

Скорость V жидкости в капилляре радиусом r рассчитывают по формуле Пуазейля:

где (Р1-Р2)/l — градиент давления по длине капилляра; μ — коэффициент вязкости жидкости (разделив его на плотность, получают кинематическую вязкость V). Этот коэффициент [табл. 7, (139)] зависит от температуры и составляет для воды [30]:

При сушке древесины влага, находящаяся в капиллярах r<10-3 см, удаляется сначала из более крупных, а затем из меньших по радиусу капилляров. Таким образом, с понижением влажности древесины капиллярное давление (151) постепенно возрастает. Поэтому поток влаги iк, перемещающейся в направлении градиента влажности dω/dx, можно приближенно принять:

где Dк — коэффициент капиллярной влагопроводности.

Понятие о капиллярной (в основном при влажности выше предела гигроскопичности) и диффузионной влагопроводности (ниже ω п.г.) относился к процессам сушки с температурами, наблюдаемыми в сушильных камерах, вплоть до температуры кипения воды.

К древесине, как к коллоидному телу, можно применить закон Фика, по которому при наличии градиента гигроскопической влажности возникает во времени т диффузионный поток влаги i в направлении координаты х:

где D— коэффициент диффузионной влагопроводности.