Существующая теория тепловой обработки древесины, разработанная Б.С. Чудиновым [1] дает ответы, на многие вопросы, возникающие как у исследователей, так и у производственников.
В современных условиях, когда повышаются требования к качеству выпускаемой продукции и её себестоимости необходимо определять новые пути совершенствования технологических операций. А для выполнения этого условия потребуется разработать базовые определения, позволяющие осуществлять более глубокие научные подходы в изучении тепловых процессов, которые составляют основу большинства технологических операций, связанных с древесиной. Это тепловая обработка древесины для лущения, строгания шпона или сушка пиломатериалов. Возникает настоятельная необходимость повышения точности расчетов по расходу тепловой энергии на эти операции, определения длительности пропаривания, проваривания или сушки древесины.
Заметим, что существующая теория обеспечивает точность расчетов в пределах ±15%, которая обусловлена с изменчивостью физико-механических свойств древесины в этих пределах. Расчеты расхода тепла на тепловую обработку связаны с её теплофизическими свойствами, т.е.
коэффициентами: теплоемкости -С, теплопровод-ности-Л, температуропроводности- а. Значения коэффициентов -Л и -а., по данным [1], принимаются с учетом направления теплового потока, содержания % поздней древесины, с учетом объема сердцевинных лучей. Таким образом, не приходится ожидать большой точности при определении тепловых коэффициентов.
Поэтому необходимо изыскать возможность учесть все изменения физикомеханических свойств при тепловой обработке древесины через адекватную средневзвешенную величину, которая отражала бы все возникающие нюансы в совокупности. По нашему мнению этой величиной (критерием) может быть жесткость древесины, которая определяется из выражения:
Кж= σ/у (1)
Кж -безразмерная величина жесткости, о- объемная твердость древесины, кН/м3, γ - плотность древесины, кН/м3
Выбор такого подхода подтверждается исследованиями Вольского В. Н.[2],где очень тесная взаимосвязь наблюдается между твердостью и плотностью древесины любых пород составляющая вероятность до 0,954. Это дает возможность сократить изменчивость коэффициента Кж от твердости и плотности до 8%.
Фактически на практике чистых разрезов не существует, поэтому нет необходимости учитывать разные направления воздействия теплового потока на древесину, т. е. выразить это через адекватную величину-Кж.
При решении задач по тепловым процессам исследователи зачастую сталкиваются с большим числом переменных факторов в результате чего оказыв ается невозможно вскрыть закономерности того или иного процесса.
Для этой цели в теории теплопередачи применяют безразмерные теплофизические комплексы, называемые критериями теплового подобия. Эти критерии применимы на процессы гидротермической обработки.
В нашем случае критерий Фурье F0) теплооб-менный выражается формулой
Он определяет связь между скоростью изменения температурного поля в твердом теле, физическими его характеристиками и размерами.
Другой равноценный критерий, полученный в данной работе- Кж [3]. Это критерий жесткости, который отражает физическое состояние древесины в любой момент времени и характеризует степень сопротивления древесины тепловому воздействию. Жесткость - обобщенный показатель физико-механических свойств древесины.
Приравнивая эти критерии можно определить коэффициент температуропроводности-а,м2/ч. из выражения
Благодаря введению нового понятия безразмерной величины жесткости и на основании проведенных исследований на древесине лиственницы, березы, ясеня составлены режимы гидротермической обработки брусьев, ванчесов в насыщенном паре при температуре 100 0 С для 12 пород древесины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Б.С. Чудинов. Теория тепловой обработки древесины.- Наука.-М.-1968.- 225 с.
2. В.Н. Вольский. Взаимосвязь показателей чистой древесины. Архангельский АГТУ.2006.
3. Комиссаров А.П., Памфилов Е.А., Тракало Ю.И., Левинский Ю.Б.Объемная твердость как фактор регулирования процессов обработки древесины. «Лесной вестник »,МГУЛ.-, 2007.- №8.-С. 164-187.