Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Системы Методы Технологии . А . Г . Гороховский и др Теоретическое исследование … 2017 № 3 (35) с . 107-112 107 УДК 674.047 DOI: 10.18324/2077-5415-2017-3-107-112 Теоретическое исследование сушильно-весового метода контроля влажности древесины А . Г . Гороховский а , Е . Е . Шишкина b , Е . В . Старова c , А . А . Миков d , С . В . Булатов e Уральский государственный лесотехнический университет , ул . Сибирский Тракт 37, Екатеринбург , Россия a goralegr@yandex.ru , b elenashishkina@yandex.ru , c alena-sweet@yandex.ru , d mikov323@mail.ru, e semen.bulatov@mail.ru Статья поступила 8.06.2017, принята 16.07.2017 В статье предложен принципиально новый подход как к анализу процесса влагоудаления при реализации сушильно - весового метода определения влажности древесины , так и к самому факту фиксации влажности . Показано , что критериями , опреде - ляющими разделение системы на влагу и сухое вещество , являются в общем случае не химический состав или агрегатное со - стояние , а энергия связи . По мнению авторов , при определении влажности необходимо определять не массу образца , состоя - щего из « абсолютно сухого вещества » или находящегося в равновесии с агентом сушки , а массу образца , отдающего с неко - торой конечной интенсивностью влагу агенту сушки . Результаты , полученные после вычисления величин химических потен - циалов агента сушки и энергии связи влаги с древесиной , вполне согласуются с представлениями теории адсорбции и резуль - татами ранее проведенных исследований . Энергетический анализ процесса влагоудаления при малых влажностях ( менее 5 %) показал , что при определении величины химического потенциала агента сушки необходимо учитывать эффект Томпсона . Кроме того , для данной зоны экстремально низкой влажности значение химического потенциала оказывается ниже работы десорбции , следовательно , равновесная влажность для древесины не может быть ниже 0,72–1,15 %. Это свидетельствует о том , что при определении влажности сушильно - весовым методом возникает систематическая погрешность , близкая к 1 % абсолютной влажности . Поскольку такая погрешность возникает при каждом измерении , с целью упрощения ею можно пре - небречь , особенно при практическом определении влажности древесины в условиях производства . Ключевые слова : влажность древесины ; сушильно - весовой метод ; влагообмен ; масса образца . Theoretical research of drying and weighing method for wood humidity control A.G. Gorohovsky a , E.E. Shishkina b , E.V. Starova c , A.A. Mikov d , S.V. Bulatov e Ural State Forest Engineering University; 37, Siberian Tract St., Ekaterinburg, Russia a goralegr@yandex.ru , b elenashishkina@yandex.ru , c alena-sweet@yandex.ru , d mikov323@mail.ru, e semen.bulatov@mail.ru Received 8.06.2017, accepted 16.07.2017 The article suggests a fundamentally new approach to both the analysis of the process of moisture removal during the implementa- tion of the drying-weight method for determining the moisture content of wood, and to the very fact of moisture fixation. It is shown that the criterion determining the separation of the system into moisture and dry matter is, in general, not the chemical composition or the aggregate state, but the binding energy. When determining the moisture content, it is necessary to value not the mass of the sample con- sisting of "absolutely dry matter" or in equilibrium with the drying agent, but the mass of the sample that gives moisture to the drying agent with some finite intensity. After calculating the chemical potentials of the drying agent and the binding energy of moisture to the wood, the results obtained are in complete agreement with the representations of the adsorption theory and the results of previous stu- dies. The energy analysis of the moisture removal process at low humidity (less than 5%) has shown that in determining the chemical potential of the drying agent, the Thompson effect must be taken into account. In addition, for a given zone of extremely low humidity, the chemical potential value is lower than the desorption work. Therefore, the equilibrium moisture content for wood can not be less than 0.72-1.15%. This indicates that when determining moisture by dry-weight method, a systematic error occurs, close to 1% absolute humidity. Since such an error arises in each measurement, it can be neglected for simplicity, especially in the practical determination of wood moisture under production conditions. Keywords: wood humidity; drying and weighing method; moisture exchange; sample mass. Согласно [1] влагосодержание твердого капилляр - но - пористого тела определяется соотношением : ∑ ∑ = = ω= ∆ = u i i u i i m m U 0 1 0 100 , (1) где m 0 — масса « скелета » тела , устойчивого к внешним воздействиям ; ∆ m i — масса вещества в i - м агрегатном состоянии ; ω i — влагосодержание по i - му агрегатному состоянию ; i = 1 — твердое вещество ; i = 2 — жид - кость ; i = 3 — пар ; i = 4 — газ . В частном случае все i - е компоненты могут быть одним по химическому составу веществом , прочность связи которого со скелетом тела значительно меньше прочности связи элементов скелета друг с другом .