CC BY
15
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБН11ЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 630.81 Проф. П.В. Б1лей, д-р техн. наук; acnip. А.М. Комбаров;
Mazicmp П.П. Бтей - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ Ф1ЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ДЕРЕВИНИ ДУБА
Проведено експериментальне дослщження таких фiзичних властивостей дере-вини дуба: кшьгасть рiчних кшець в 1 см; початкова волопсть деревини; густина де-ревини для початково! вологостi, в абсолютно сухому сташ та умовна; величини вси-хання деревини - об'емне, в тангентальному та радiальному напрямках вщносно волокон.
Ключовг слова: густина, об'емна маса, вологiсть, всихання, точка насичення волокон, деревина, дуб черешковий, фiзичнi властивостi.
Вступ. Донедавна дубов1 люи займали до 32,5 % вщ загально! площ1 л1ив Укра!ни. Найбшьше поширений дуб черешковий, звичайний (Quercus robur L.), який займае до 95 % дубових л1с1в. Дуб вщнесено до кшьце-судин-них ядрових порщ деревини. Ядро темно-бурого або жовтувато-коричневого кольору, заболонь вузька жовтувато-бшого кольору. Деревина дуба вщзна-чаеться великою мщшстю, стшюстю до гниття, добре гнеться та мае гарну текстуру. Тому вона набула широкого використання для виготовлення паркету, шпону, оздоблення мебл1в, у пасажирському вагоно- i суднобудуванш, бондарному виробництвi тощо. Деревина дуба середньоважка, тобто мае се-редню густину (об'емну масу) [1, 2].
Для практичного використання деревини дуба необхщно знати !! по-ходження (умови вирощування, географiчноl зони) та фiзичнi властивостi: початкову волопсть; кшьюсть рiчних кiлець в 1 см товщини матерiалу; густину (об'емну масу): за початково! вологосп - pw, в абсолютно сухому сташ -ро, та умовну - ру; величину всихання: об'емного - pv у тангентальному - pt, радiальному - pr та акшальному - рп напрямку вщносно волокон.
Методика дослщження. З партп експериментального матерiалу, заго-товленого та територп малого Полiсся (ДП Шепепвський ЛГ), було вiдiбрано зразки деревини дуба зi суворою орiентацiею рiчних кiлець, тобто суворого тангентального та радiального напрямкiв вiдносно волокон. Для експериментального дослщження названих вище фiзичних властивостей вiдiбрано двi партп по 14 зразюв. Перша парпя зразкiв мала в середньому по 6 рiчних ю-лець в одному сантиметрi по товщинi (у радiальному напрямку матерiала). Зразки друго! партп мали в середньому 11 рiчних кшець в одному сантиметрi по товщинi. Зразки мали стандартш розмiри заготовок, що використовуються в дослщженнях величини всихання i набрякання деревини, тобто в радiально-му та тангентальному напрямках близько 20 мм, а вздовж волокон - 30 мм [2].
3. Технология та устаткування лковиробничого комплексу
113
Обидвi партп зразкiв висушували атмосферно-тепловим способом до вологост 25 %, а поим досушували до абсолютно сухого стану в сушильнш шафi за температури до 100 °С. Вiд початку та впродовж всього дослщу проводили замiри маси експериментальних зразюв (тп, ть т0), у грамах на елек-троннiй вазi з точшстю до 0,01 г, а також розмiри зразкiв: у тангентальному -ат, радiальному - ар, напрямках та вздовж волокон - ап за допомогою елек-тронного штангенциркуля з точшстю до 0,01 мм, що дало змогу визначити об'ем взiрцiв (Уп, У1, У0) в см3.
За результатами вщповщних замiрiв було визначено:
• середню початкову волопсть (Wп) окремо для обох партш експериментальних партш вз1рщв за формулою
&=- , (1) п
де: п - кшьюсть взiрцiв у партп, шт.; - волопсть окремого зразка, обчисле-на за формулою:
W1 = тп - т0 -100%; (2)
Ш00
• густину (об'емну масу) деревини для початково! вологосл деревини за формулою
р = , г/см3 (3)
Уп
де: тп - середня початкова маса зразка, г; Уп - середнш початковий об'ем зразка, см3;
• густину (об'емну масу) в абсолютно сухому сташ за формулою:
Р0 = ——, г/см3, (4)
У0
де: т0 - середня маса зразка в абсолютно сухому сташ, г; У0 - середнiй об'ем зразка в абсолютно сухому сташ, см3;
• густину (об'емну масу) умовну (базову) за формулою:
— 0 , 3
Ру = —, г/см, (5)
У0
• величину об'емного всихання за формулою:
в = Упу У 0-Ю0%, (6)
V п
• величину всихання в тангентальному напрямку за формулою:
в = щ^а^ Ю0%, (7)
аг
де, вщповщно, середнi розмiри зразка, у вологому (аг) та в абсолютно сухому сташ (а \), см;
• величину всихання в рад1альному напрямку за формулою:
в = ар^ 100%, (8)
ар
де, вщповщно, середнi розмiри зразка, у вологому (ар) та в абсолютно сухому сташ ( а' р ), см.
Результати дослщження. Результати дослщження фiзичних власти-востей деревини дуба зведено в табл.
Табл. Ф 'нипн 'г властивостг деревини дуба
Номер парти Кшьюсть р1чних кшець Ф1зичш величини
% г/см Р<ь 3 г/см3 Ру 3 г/см Ру, % р4, % Рг, % в / Рг
I 6 72.76 0.911 0.614 0.528 14.03 8.87 5.07 1.75
II 11 75.32 1.012 0.670 0.578 15.42 9.73 5.52 1.76
Як видно з табл., зразки деревини дуба, що мають бшьше рiчних кь лець в 1 см товщини мають бiльшу густину (об'емну масу) та вщповщно бшь-шу величину всихання i 1х спiввiдношення приблизно зб^аються (рiзниця становить всього близько 0,4 %). Вщношення величин тангентального всихання до радiального для обох партш експериментальних взiрцiв також приблизно зб^аються. За даними табл. можна уточнити теоретичну залежнють для визначення повного об'емного всихання
в = №т.Н р, (9)
Рв
де рв- густина води, приймають, що рв = 1,02 г/см3[2]
У цiй залежносп вiдношення (ШТН / рв) е невiдомим. Якщо скориста-тись експериментальними даними (табл.), то отримаемо для першо1 партп взiрцiв, що, ру=0.0265ру, а для друго1 партп взiрцiв ру=0.0267ру. Тобто, для точного розрахунку величини повного об'емного всихання можна використо-вувати залежнiсть
ву=0,0266ру (10)
За вщомим значенням густини деревини в абсолютно сухому сташ (р0, г/см3), межу (точку) насичення клггинних стшок деревини (ШТН, %) дуба можна визначити за формулою
ШТН = 26,7 + ^^А^0 . (11)
Р0
Для першо1 партп експериментальних взiрцiв ШТН =31,15 %, а для друго1 - ШТН =30,82 %.
Висновки. Порiвнюючи фiзичнi властивостi деревини дуба, яю наве-денi в спещальнш лiтературi [1, 2] та отримаш внаслiдок експериментальних дослiджень, видно, що дослщжувана деревина дуба мае меншу густину (об'емну масу) на меншу величину сшввщношення фь рг) - приблизно на 17,6 %. Останнiй аспект мае важливе значення у проведенш теплово1 оброб-лення i сушiння пиломатерiалiв (заготовок) з деревини дуба. За знайденими
3. Технология та устаткування л1совиробничого комплексу
115
значеннями величини об'емного всихання (pv) та величини точки насичення вологою деревинних клггин (WTH) можна точнiше визначити коефщент об'емного заповнення штабелiв пиломатерiалiв (заготовок), що завантажують-ся в сушильш камери, тобто уточнити 1х облiк, а вiдповiдно уточнити облж витрат теплово1 та електрично1 енергп в процесах нагрiвання i сушшня, якi вiднесено до одиницi об'ему пиломатерiалу. Коефiцiент варiацп результатiв експериментальних дослiджень коливався в межах V=2...16 %, що е харак-терним для деревини рiзних порiд. Коефщент точностi не перевищував 4,5 %.
Л1тература
1. Билей П.В. Сушка древесины твердых и лиственных пород / П.В. Билей. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Экология", 2002. - 224 с.
2. Вштошв 1.С. Деревинознавство : навч. поабн. / 1.С. Вштошв, 1.М. Сопушинський, А. Тайшшгер. - Льв1в : Вид-во "АпрюрГ, 2007. - 312 с.
Билей П.В., Комбаров А.М., Билей П.П. Исследования физических свойств древесины дуба
Проведены экспериментальные исследования таких физических свойств древесины дуба: количество годовых колец в 1 см; начальная влажность древесины; плотность древесины для начальной влажности, в абсолютно сухом состоянии и условном; величина усушки древесины - объёмное, в тангентальном и радиальном направлении относительно волокон.
Ключевые слова: плотность, объёмная масса, влажность, усушка, точка насыщения волокон, древесина, дуб черешчатый, физические свойства.
Biley P.V., Kombarov A.M., Biley P.P. The study of physical properties of the wood of oak
Conducted here are experimental investigations of the fallowing physical properties of the wood of oak: the number of annual rings per cm.; initial moisture content of the wood; wood density for the initial moisture content, in oven - dry arbitraly dry states; the amount of wood shrinkage - volumetric, in spiral and diagonal grains.
Keywords: density, volumetric mass, moisture, shrinkage, saturation point fiber, wood, oak, physical properties.
УДК 66.021 Проф. В.М. Атаманюк, д-р техн. наук; астр. Р.В. Ходор1еський;
студ. М.М. Басгстий - НУ "Льегеська полгтехтка "
Г1ДРОДИНАМ1КА СТАЦ1ОНАРНОГО ШАРУ ГРАНУЛЬОВАНОГО КРУПНОПОРИСТОГО СИЛ1КАГЕЛЮ
Наведено результати експериментальних i теоретичних дослщжень гщродина-мжи руху пов^ря ^зь шар гранульованого силжагелю. Отримаш критерiальнi за-лежносп дають змогу прогнозувати енергетичш затрати на процес десорбци, тобто визначити екож^чну доцшьшсть застосування процесу, що е дуже важливим на стади проектування апара™ зi стацюнарним шаром адсорбенту.
Ключоег слова: гщродинамжа, дисперсний матерiал, стацюнарний шар, адсор-бщя, силжагель.
Постановка проблеми. Адсорбцшш процеси широко застосовують у х1м1чнш промисловосп з метою отримання високочистих речовин або видь лення цшьового продукту. Процес адсорбцп реал1зують в установках кипля-
