50081, Украина, г. Кривой Рог,
ул. Фабричная, 3/9

E-mail: imbag@ukrpost.ua

тел./факс: (056) 4620357

Сушка древесины

French-Oak-Laminat-Parke-8mm-181_55_1

Сушка древесины происходит в результате удаления влаги с поверхности ее и влагопереноса, т. е. происходит изменение влажности древесины (перемещение влаги).

Перемещение влаги внутри материала может происходить в следующих условиях: если содержание влаги в различных участках будет неодинаковое, она будет перемещаться в направлении участков с меньшей влажностью из-за перепада влажности древесины; если температура различных участков будет неодинакова, влага будет перемещаться в направлении понижающейся температуры из-за перепада температуры; если давление на отдельных участках объема древесины будет различное, влага будет перемещаться к участкам с пониженным давлением из-за перепада давления.

Движение влаги под действием перепада влажности древесины называется влагопроводностью. Влагопроводность древесины зависит от коэффициента влагопроводности, температуры, породы древесины, влажности древесины, направления движения влаги относительно волокон, местоположения древесины в стволе (ядро, заболонь). Движение влаги под действием перепада температуры называется термовлагопроводностью. Под действием перепада давления движение влаги характеризуется молярным влагопереносом, т. е. образованием непрерывного направленного потока влаги. При сушке древесины возможно одновременное действие всех перечисленных факторов.

Конвективная сушка древесины в воздушной среде делится по уровню начальной влажности древесины на две группы: сушка с начальной влажностью древесины ниже предела насыщения и сушка с начальной влажностью древесины выше предела насыщения. По уровню температуры воздушной среды сушка делится на низкотемпературную (температура воздуха ниже 100 °С) и высокотемпературную (температура выше 100 °С).

Рассмотрим этап сушки, наиболее ответственный по уровню начальной влажности древесины и наиболее распространенный в производстве по уровню температуры — низкотемпературную сушку при начальной влажности древесины ниже предела насыщения. Древесина помещена в среду влажного горячего воздуха. Температура и влажность воздуха таковы, что соответствующая его состоянию равновесия влажность древесины значительно ниже начальной влажности высушиваемой древесины. С поверхности древесины начинается испарение влаги и влажность поверхностных слоев снижается. В результате перепада влажности влага из глубинных слоев начинает перемещаться к поверхностным слоям. Температура поверхности сначала быстро, а потом замедленно повышается, приближаясь к температуре воздуха. Температура средней части также повышается с некоторым отставанием от температуры периферийной зоны.

Средняя влажность древесины в период прогрева (время от 0 до определенного момента) почти не изменяется. Это объясняется тем, что влага не перемещается, так как под действием перепада влажности жидкость должна была бы двигаться наружу, а под действием перепада температуры — внутрь. В последующие моменты времени, когда перепад температуры по сечению материала становится незначительным, начинается перемещение влаги наружу в результате влагопроводности и средняя влажность древесины снижается. К концу процесса температура поверхности древесины и ее центра почти выравнивается и становится близкой к температуре воздуха. Влажность древесины приближается к равновесной. Однако вследствие значительного замедления процесса уменьшения влажности сушку не доводят до состояния равновесной влажности, а заканчивают раньше — при достижении заданной конечной влажности.

В процессе конвективной сушки влажность древесины по сечению материала уменьшается неравномерно — на протяжении всего процесса влажность наружных слоев меньше, внутренних больше. Перепад влажности в первом периоде больше, во втором периоде меньше. Неравномерное распределение влажности приводит к неравномерной усушке материала — наружные слои усыхают больше, чем внутренние.

Усадке наружных слоев препятствует их связь с внутренними слоями. В результате этого в материале возникают напряжения, растягивающие на поверхности и сжимающие внутри. Обнаружить напряжения можно, вырезав из материала торцовую пластинку секцию и распилив ее на ряд слоев. Так как пропилами нарушили связь между слоями древесины по ее сечению, каждый слой свободно уменьшился на величину усушки и наружные слои стали короче внутренних. Для того чтобы их вернуть в прежнее состояние, необходимо наружные слои растянуть. Значит, при этом возникнут напряжения растяжения. Так как наружные слои были связаны с внутренними, растягивающие усилия наружных слоев уравновешивались напряжениями сжатия внутренних слоев.

Если бы древесина была идеально упругим материалом, к концу сушки, когда влажность древесины по сечению выравнивается, исчезли бы и напряжения. Однако вследствие пластичности древесины возникшие напряжения приводят к тому, что в ней появляются остаточные деформации, т. е. наружные слои под действием растягивающих сил как бы удлиняются, а внутренние укорачиваются. Этому способствует и то, что при повышенной температуре и влажности древесина становится более пластичной.

При дальнейшей сушке влажность внутренних слоев уменьшается и приближается к влажности наружных слоев. Напряжения также уменьшаются. Они должны были бы исчезнуть, но, так как за это время произошла остаточная деформация, т. е. внутренние слои укоротились, а наружные вытянулись, они препятствуют нормальной усадке древесины и появляются напряжения обратного знака. Обнаружить эти напряжения можно по секции, вновь вырезанной из высушиваемого материала. Эти напряжения исчезнуть не могут, так как влажность древесины стала меньше и древесина — менее пластичной.

Для снижения или полной ликвидации напряжений обратного знака древесину подвергают термовлагообработке, заключающейся в обработке воздухом повышенной влажности и температуры. При этом наружные слои нагреваются и увлажняются, становясь пластичными. Из-за увлажнения они разбухают и стремятся увеличиться в размере. Появляются дополнительные остаточные деформации сжатия, компенсирующие ранее возникшие остаточные деформации растяжения.

Термовлагообработка назначается незадолго до конца процесса сушки, в момент перемены знака напряжения. Этот момент можно установить по вырезанной секции. В момент перемены знака напряжения исчезают и все слои секции становятся одинаковой длины. Такой же вид секции должен быть у древесины после сушки и выравнивания влажности, если в ней нет внутренних напряжений.

^ Наверх