Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Системы Методы Технологии . А . Г . Гороховский и др Теоретическое исследование … 2017 № 3 (35) с . 107-112 111 где Р — давление пара над мениском жидкости в ка - пилляре радиусом r; Р ∞ — то же при r м → ∞ ( r м — ра - диус мениска ); σ — поверхностное натяжение жидко - сти , Н / м ; V ж — молярный объем жидкости , м 3 / моль . В таблице приведены расчетные значения коэффи - циентов снижения относительного давления водяного пара в капиллярах древесины при различных значениях ее температуры и влажности . Коэффициент снижения давления водяного пара в капиллярах древесины Температура древесины , К Влажность древесины , % 5,0 10,0 20,0 30,0 303 0,147 0,258 0,384 0,457 333 0,198 0,318 0,443 0,517 363 0,242 0,367 0,492 0,561 Из данных , приведенных в таблице , следует , что с повышением температуры и влажности древесины от - носительное снижение давления пара становится менее существенным , хотя и достаточно заметным . Так , максимальное снижение может достигать 6,8 раза ( Т = 303 К , W = 5 %). В то же время , при Т = 363 К , W = 20 % снижение давления составляет примерно 2 раза . Выражение для величины химического потенциала при этом приобретает вид : ( ) , ln ϕ −= сн K RT А (26) где К сн — коэффициент снижения . Из данных на рис . 2 можно заключить , что расчет - ные значения химического потенциала достаточно близко совпадают с экспериментальными данными A. Stamm [11] по теплоте сорбции древесины сосны . Причем значения химического потенциала несколько превышают значения работы сорбции , что отвечает (22). Исключение составляет зона экстремально низкой влажности древесины ( менее 5 %), для которой значе - ния химического потенциала оказались ниже работы сорбции ( десорбции ). Возможно , это связано с неточ - ностью определения φ для малых u р , а также с неопре - деленностью точного значения коэффициента пониже - ния для данных значений равновесной влажности . Рис . 2. Химический потенциал среды и равновесная влаж - ность древесины ((1 – 4) — теплота сорбции ( по графику A.Stamm, рис . 1)). Химический потенциал , К : — 303; — 333; — 363 Таким образом , величина химического потенциала может служить косвенной оценкой равновесной влаж - ности среды , а с другой стороны , можно заключить , что в приведенном диапазоне температур агент облада - ет достаточным химическим , а значит и влагоперенос - ным потенциалом для сушки древесины до требуемых практическими нуждами значений . Значительный интерес также представляет опреде - ление значения химического потенциала агента сушки образцов при определении влажности древесины су - шильно - весовым методом [4]. Дело в том , что согласно ГОСТ 16588-91 нормиру - ется значение температуры в сушильном шкафу : 103±2 0 С , но никак не оговаривается степень насыщен - ности сушильного агента . С другой стороны , нормальными условиями для производственных лабораторий считаются : t = 20 0 С , φ = 0,4–0,6. Если считать , что в сушильный шкаф , расположен - ный в помещении лаборатории , поступает воздух с указанными выше параметрами , то после нагревания его до 105 0 С степень насыщенности приобретает зна - чение φ = 0,063–0,097, и с учетом коэффициента пони - жения химический потенциал агента с такими парамет - рами составит : А = 18 845 – 20 278 Дж / моль . По графику A.J. Stamm ( рис . 1) это соответствует значению равновесной влажности U р = 0,72 – 1,15 %. Это свидетельствует о том , что при определении влажности сушильно - весовым методом возникает сис - тематическая погрешность , близкая к 1 % абсолютной влажности [13–20]. Но , поскольку такая погрешность возникает при каждом измерении , с целью упрощения ею можно пренебречь , особенно при практическом оп - ределении влажности в условиях производства . Литература 1. Лыков А . В . Теория сушки . М .: Энергия , 1968. 470 с . 2. Крысов В . Д . К сравнению дистилляционного и су - шильно - весового метода по точности определения содержа - ния воды в древесине : тр . СвердНИИПДрев . М .: Лесн . пром - сть , 1971. Вып . 6. 3. Никитина Л . М . Термодинамические параметры и ко - эффициенты массопереноса во влажных материалах . М .: Энергия , 1968. 499 с . 4. ГОСТ 16588-91 ( ИСО 4470-81). Пилопродукция и дере - вянные детали . Методы определения влажности . Введ . 28.12.91. М .: Изд - во стандартов , 1992. 6 с . ( Гос . стандарт СССР ). 5. ГОСТ 16483.7 – 71. Древесина . Методы определения влажности . – Введ . 06.12.71. М .: Изд - во стандартов , 1975. 8 с . ( Межгосудар . стандарт СССР ). 6. ГОСТ 16483.0 – 89. Древесина . Методы отбора образ - цов и общие требования при физико - механических испыта - ниях . Введ . 01.07.90. М .: Изд - во стандартов , 1986. 10 с . ( Межгосударс . стандарт ). 7. Вукалович М . П ., Ривкин С . Л ., Александров А . А . Таб - лицы теплофизических свойств воды и водяного пара . М .: Изд - во стандартов , 1969. 8. Шубин Г . С . Сушка и тепловая обработка древесины . М .: Лесн . промышленность , 1990. 336 с .