Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Systems Methods Technologies. A.G. Gorohovsky et al. Theoretical research …2017 № 3 (35) p. 107-112 108 Для древесины , например , соотношение (1) прини - мает вид : ∑∑ ∑∑ − = = = ω = ∆ = n i k j ij n i k j ij m m U 1 1 1 1 0 100 , (2) где ∆ m ij — масса j - го химического вещества в i- м агре - гатном состоянии , участвующая в массообмене с внешней средой ; ω ij — частное влагосодержание по j- му химическому компоненту в i- м агрегатном состоя - нии ; m 0 — масса вещества , непосредственно не участ - вующего в массообмене ; n — число агрегатных со - стояний влаги ; k — число химических компонентов влаги . Формой проявления наличия влаги в квазиоднород - ной системе , какой является капиллярно - пористое тело , в частности древесина , является массообмен с окру - жающей средой — убыль массы системы , переход ве - щества из системы во внешнюю среду . Перемещение вещества из системы во внешнюю среду наблюдается , если энергия внутренних связей компонентов системы меньше , чем суммарная кинетическая энергия этих компонентов плюс энергия внешних воздействий , т . е . воздействий со стороны внешней среды , стремящихся выделить эти компоненты из системы . Следовательно , критерием , определяющим разделе - ние системы на влагу и сухое вещество , является в об - щем случае не химический состав и не агрегатное со - стояние , а энергия связи . Рассматривая в первом приближении процесс в конце сушки образца при определении его массы в аб - солютно сухом состоянии как сушку в квазистацио - нарном режиме , согласно [2] имеем : ( ) ac J µ−µα= 0 , (3) где J — скорость убыли массы образца ; µ 0 — химиче - ский потенциал наиболее прочно связанного вещества , которое входит в понятие « влага »; µ ac — химический потенциал агента сушки ; α — коэффициент пропор - циональности . Согласно [3] химический потенциал в гигроскопи - ческой области по абсолютной величине тождествен - но равен энергии связи влаги с абсолютно сухим ве - ществом : µ=ε , где ε — энергия связи . Из (3) следует : ac J µ+ α =µ 0 . (4) При практической реализации сушильно - весового метода образец считается высушенным , если : m k k m m δ≤ − + 1 , (5) где m k , m k +1 — масса образца соответственно при k - м и ( k + 1)- м взвешивании ; δ m — заданная точность опре - деления массы образца . При экспоненциальном законе изменения массы об - разца в процессе сушки , что в принципе имеет место при влажности меньшей предела гигроскопичности : ( ) βτ− γ= exp m , (6) где m — масса образца ; τ — время сушки ; γ , β — коэф - фициенты . Из (6) при условии (5) следует : ( ) 1 exp 1 + τ βτ− βγ−= τ∂ ∂= + k k m J , (7) где τ k +1 — время , при котором масса образца достигает значения m k +1 . Подставляя (6) в (5), получим : ( ) ( ) m k k δ= βτ− γ− βτ− γ + 1 exp exp , (8) где τ k — время , при котором масса образца достигает значения m k . Используя соотношение : τ∆− τ=τ + 1 k k , где ∆τ — временной интервал , через который произво - дится взвешивание образца . Из (8) после преобразований получаем : ( ) ( ) [ ] 1 exp exp 1 −τ∆β− γ δ = βτ− + m k . (9) Прологарифмировав левую и правую части соотно - шения (9), получим : ( ) [ ] m k δ −τ∆β− γ β = τ + 1 exp ln 1 1 . (10) Из (10) и (7) следует : ( ) τ∆β− − βδ = + exp 1 1 m k J . (11) Соотношения (4) и (11) показывают , что , так как в известных вариантах сушильно - весового метода δ m различно , то и граница между влагой и сухим вещест - вом меняется при переходе от одного варианта к дру - гому , т . е . изменяется определяемая величина влажно - сти . Более того , так как даже в одном варианте исполь - зуются различные образцы , т . е . величины α и β меня - ются при тех или иных постоянных значениях δ m и µ ас , то и разграничение древесины на влагу и абсолютно сухое вещество неоднозначно даже при применении какого - то одного варианта метода . Очевидно , что для обеспечения единства определе - ния влажности необходимо иметь одно и то же значе - ние правой части соотношения (4). Согласно [3]: ϕ −=µ ln RT ac , (12) где R — универсальная газовая постоянная ; Т — тем - пература агента сушки ; φ — относительная влажность агента сушки . Если считать , что « абсолютно сухое вещество » на - ходится в равновесии с « абсолютно сухим агентом сушки », то из (4) и (12) следует , что нельзя получить такого вещества , так как при φ → 0, µ ас → – ∞ . Более того , если принято за абсолютно сухое веще - ство , находящееся в равновесии с агентом сушки , ха - рактеризующимся некоторой конечной величиной хи -