CC BY
111
ЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ
И ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ
УДК 674.047
И.М. Меркушев
Московский государственный институт леса
Меркушев Иван Михайлович родился в 1932 г., окончил в 1957 г. Московский лесотехнический институт, кандидат технических наук, профессор кафедры технологии мебели и изделий из древесины Московского государственного университета леса. Имеет свыше 100 печатных работ в области деревообработки и развития лесосу-шильной техники и технологии сушки древесных материалов. Тел.: (8495) 512-75-92
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА РАВНОВЕСНОЙ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ
Получена аналитическая зависимость психрометрической разности между температурой по сухому и смачиваемому термометрам от температуры сушильного агента и равновесной влажности древесины; построена рабочая психрометрическая диаграмма равновесной влажности - базовый инструмент для расчета рациональных режимов сушки пиломатериалов.
Ключевые слова: психрометрическая таблица, диаграмма равновесной влажности, конгруэнтное совмещение, аналитическая функция, безопасные режимы сушки.
Рациональные режимы сушки пиломатериалов направлены на обеспечение минимальной длительности процесса при сохранении высокого качества материала, соответствующего назначению. Для построения безопасных режимов сушки требуется точная зависимость психрометрической разности А^ и равновесной влажности древесины Жр от температуры Однако, определить зависимость А((Жр, существующими методами по психрометрической таблице [2] в диапазоне относительной влажности воздуха ф = 97...100 % и по диаграмме равновесной влажности древесины [3] в диапазоне равновесной влажности = 25...30 % практически невозможно. Чтобы преодолеть затруднение, нами предложено решать эту задачу графо-аналитическим методом в три этапа.
Этап 1. Из психрометрической таблицы [2, с. 34-35, табл. 4.5] массив данных фХАО по программе MathCAD [1] переводится в графическую форму (рис. 1). Путем конгруэнтного совмещения базовых кривых с кривыми трансцендентных уравнений типа ф =
юо1-^ )Д
по графикам подобраны показательные и степенные функции температуры а(У) и Ъ(0 и получена общая аналитическая функциональная зависимость
ф (ДО = 10о1-[о,ооб.10-5(120-?)146]л?1 074^10-17(146-'>7,77 . (1)
Рис. 1. Перевод графической интерпретации психрометрической таблицы ф,(Аг) (тонкие линии) в аналитическую функцию ф(г, А0 = = 1 001-а(г>дЪ< (...): 1 - г1 = 120 °С; 2 - 110; 3 - 100; 4 - 90; 5 - 80;
6 - 70; 6 - фг70 (Дг) - жирная линия;
7 - 60; 8 - 50; 9 - 40; 10 - 30 °С;
I - а(г) = 0,006 + (120- г)1,46;
105
II - Ъ(г) = 1,074 + (146-г) ' 1017
0 5 10 15 20 1,°С
Этап 2. Аналогичным образом база данных равновесной влажности фг(Кр) из диаграммы равновесной влажности [3, с. 30] переведена в графическую форму (рис. 2), из которой путем конгруэнтного совмещения кривых показательно-степенных функций с соответствующими базовыми кривыми ф(Кр, г) получена ее аналитическая зависимость, представленная в развернутом виде следующим выражением:
ф(кр' г)= 1001-(1'88-0'0025гУ^^-»-^10-6'2,6. (2)
Рис. 2. Перевод графической интерпретации диаграммы равновесной лажности фt(Wр) (тонкие линии) в аналитическую функцию ф(Жр,г) =
: 1оо1-аЪ-^ (_); 6 - фг7о (№р) - жирная линия; I - а(() = 1,88 - о,оо25г; II - Ъ(0 = 1,44 - о,о1Ш; ф) = о,66 + 1о-6 • г2'6
Этап 3. Из равенства (1) и (2) выведено уравнение психрометрической разности сушильного агента Аг(Жр, г), применимое во всех диапазонах относительной и равновесной влажности;
.......0^,0-6,2.6 ^откт17^46-;)7,77>-1
(1,92 - о,оо3г >14
Atfrp, t) =
1,43-0,011 -W„0
0,006 +10-5 (120 -t)1'46
(3)
Рис. 3. Пс ихрометриче -ская диаграмма равновесной влажности древесины А((ШР,() (здесь ординаты А^щ... А450«) соответствуют кривым равновесной влажности древесины Шр = 1... Шр = = 50 % как функции температуры ()
На основании этого уравнения построена полная психрометрическая диаграмма равновесной влажности At(Wp, t), приведенная на рис. 3.
Полученная аналитическая зависимость (3) и психрометрическая диаграмма равновесной влажности древесины представляют собой теоретическую основу для расчета технологических режимов бездефектной сушки пиломатериалов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кирьянов, Д.В. MathCAD -12 [Текст] / Д.В. Кирьянов. - С.-Петербург: БХВ, 2005. - 566 с.
2. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки пиломатериалов [Текст]. - Архангельск: ЦНИИМОД, 1985. - 144 с.
3. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины [Текст] / П.С. Серговский, А.И. Рассев. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 510 с.
Поступила 25.06.09
I.M. Merkushev
Moscow State Forest University
Psychometric Diagram of Equilibrium Wood Humidity
The analytical dependence of psychometric remainder between temperatures of the dry and wettable thermometers on the temperature of the drying agent and equilibrium wood humidity is received; the psychometric diagram of equilibrium humidity as a basic tool for calculation of rational drying modes for sawn timber is built.
Keywords: psychometric table, diagram of equilibrium humidity, congruent overlapping, analytical function, safe drying modes.
