Научная статья на тему 'ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ'

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
107
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
ВЛАЖНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ / ОТБОР ПРОБ БЕНЗОПИЛОЙ / ОШИБКИ / MOISTURE CONTENT OF WOOD / SAMPLING WITH CHAINSAW / ERRORS

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Zoltán Pásztory, Zoltán Börcsök, Баяндин М.А.

При определении стоимости партии круглых лесоматериалов, основным показателем является масса транспортируемой древесины в пересчете на абсолютно сухое состояние. На практике в большинстве случаев для определения влажности древесины, отбор проб осуществляется непосредственно с транспорта. Цель данной работы заключается в изучении и анализе ошибок, возникающих в результате отбора проб и измерений влажности круглых лесоматериалов. В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на точность измерений оказывают количество и место отбора проб, при этом отличие от реального содержания влаги может достигать почти 5 %. Также доказано, что аналогичный эффект оказывает глубина пропила, что обусловлено разницей содержания влаги по диаметру сортиментов. Поэтому предложено производить отбор проб опилок путем разрезания до центра поперечного сечения сортимента. Определение влажности с использованием бензопилы, дрели генерируется тепло из-за трения между материалом и инструментом, это в свою очередь приводит к снижению влажности проб в виде опилок. Использование бензопил приводит к более высокому снижению влажности, но при этом стандартное отклонение имеет минимальные значения. Установлено, что использование масла для смазки цепи, также приводит к ошибкам измерений влажности. При более высоком содержании влаги ошибка выше, так при влажности 100 %, отклонение достигает 1,743 %.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Zoltán Pásztory, Zoltán Börcsök, Баяндин М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

POTENTIAL ERRORS IN THE DETERMINATION OF WOOD MOISTURE

In the wood trade, in most cases the basis of the billing is the oven dry weight of the transported wood. In practice, samples are taken from the transport to determine the moisture content. The aim was to explore and analyze the errors arising from the sampling and measuring. It was found that the number and location of sampling have one of the greatest effects on the accuracy of measurement, and the difference from the real moisture content can almost reach the 5 %, because of in homogeneity. The incise depth also has effect; due to the differences between the parts of the trunk, it is advisable to cut up to the middle of the cross-section. Both a chainsaw and a drill generate heat due to friction between the wood and the tool, which starts to dry the wood chips. The samples from a chainsaw dry more, but the standard deviation is less. The use of chain lubrication oil also causes errors. At higher moisture content, the error is higher at 100 % moisture content the deviation reaches 1.743 %.

Текст научной работы на тему «ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ»

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАГОТОВКИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДРЕВЕСИНЫ

УДК 630

Хвойные бореальной зоны. 2020. Т. XXXVIII, № 1-2. С. 53-59 ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ Zoltan Pasztory1*, Zoltan Borcsok1, М. А. Баяндин2

Университет Шопрона Венгрия, 9400, Шопрон, Bajcsy Zs, 4 1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: pasztory.zoltan@uni-sopron.hu

При определении стоимости партии круглых лесоматериалов, основным показателем является масса транспортируемой древесины в пересчете на абсолютно сухое состояние. На практике в большинстве случаев для определения влажности древесины, отбор проб осуществляется непосредственно с транспорта.

Цель данной работы заключается в изучении и анализе ошибок, возникающих в результате отбора проб и измерений влажности круглых лесоматериалов. В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на точность измерений оказывают количество и место отбора проб, при этом отличие от реального содержания влаги может достигать почти 5 %. Также доказано, что аналогичный эффект оказывает глубина пропила, что обусловлено разницей содержания влаги по диаметру сортиментов. Поэтому предложено производить отбор проб опилок путем разрезания до центра поперечного сечения сортимента.

Определение влажности с использованием бензопилы, дрели генерируется тепло из-за трения между материалом и инструментом, это в свою очередь приводит к снижению влажности проб в виде опилок. Использование бензопил приводит к более высокому снижению влажности, но при этом стандартное отклонение имеет минимальные значения. Установлено, что использование масла для смазки цепи, также приводит к ошибкам измерений влажности. При более высоком содержании влаги ошибка выше, так при влажности 100 %, отклонение достигает 1,743 %.

Ключевые слова: влажность древесины, отбор проб бензопилой, ошибки.

Conifers of the boreal area. 2020, Vol. XXXVIII, No. 1-2, P. 53-59 POTENTIAL ERRORS IN THE DETERMINATION OF WOOD MOISTURE Zoltan Pasztory1, Zoltan Borcsok1, M. A. Bayandin2

1 Sopron University 4, Bajcsy Zs, Sopron, 9400, Hungary 2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: pasztory.zoltan@uni-sopron.hu

In the wood trade, in most cases the basis of the billing is the oven dry weight of the transported wood. In practice, samples are taken from the transport to determine the moisture content. The aim was to explore and analyze the errors arising from the sampling and measuring. It was found that the number and location of sampling have one of the greatest effects on the accuracy of measurement, and the difference from the real moisture content can almost reach the 5 %, because of in homogeneity. The incise depth also has effect; due to the differences between the parts of the trunk, it is advisable to cut up to the middle of the cross-section. Both a chainsaw and a drill generate heat due to friction between the wood and the tool, which starts to dry the wood chips. The samples from a chainsaw dry more, but the standard deviation is less. The use of chain lubrication oil also causes errors. At higher moisture content, the error is higher at 100 % moisture content the deviation reaches 1.743 %.

Keywords: moisture content of wood, sampling with chainsaw, errors.

Работа проводилась в рамках проекта «Sustainable Raw Material Management Thematic Network - RING 2017», EFOP-3.6.2-16-2017-00010 в рамках программы Széchenyi 2020. Этот проект поддерживается Европейским Союзом, софинансиру-ется Европейским социальным фондом.

Zoltän Päsztory, Zoltän Börcsök, Баяндин М. А. Потенциальные ошибки при определении влажности древесины

ВВЕДЕНИЕ

Большая часть круглых лесоматериалов малых диаметров реализуется как сырье для производства бумаги, OSB или других плит. Незначительные объемы древесины, которые не применяются для промышленного применения, используется как дрова. В данном случае древесина имеет приемлемую энергетическую плотность и высокую теплотворную способность, в сравнении с иными лигноцеллюлозными материалами [8; 14; 16]. В Европейском Союзе при торговле круглыми лесоматериалами малых диаметров обычно используются два метода расчета количества древесины: один основан на определении объема, а другой на определении массы в абсолютном сухом состоянии (atroweigth - «absoluttrockenes Holz»). Самая большая проблема объемного метода обусловлена неоднородностью и разнообразием формы бревен. Из-за низкой цены и больших объемов круглых лесоматериалов малых диаметров, по экономическим причинам не представляется возможным применение индивидуального масштабирования, которое применяется для оценки объема сортиментов ценных пород древесины. Несомненно, данные технологии, основанные на фотооптических методах, обеспечивают повышенную точность и надежность, при оценке объема древесины [5; 7; 13].

Оценка массы древесины осуществляется с учетом влажности (в пересчете на абсолютно сухую древесину) путем отбора образцов из партии. В промышленных условиях образцы из партии берутся с помощью бензопилы, после чего они высушиваются, а затем рассчитывается абсолютная сухая масса груза. Абсолютная влажность определяется в соответствии со стандартом ISO (ISO 3130/1975), в данном случае расчеты осуществляются по формуле

т0

где тп - масса сырой древесины, г; т0 - масса абсолютно сухой древесины, г.

Согласно стандарту, для определения содержание абсолютно сухой древесины, пробу взвешивают и затем высушивают в камере при температуре 103±2°. С постоянной массы. Затем для определения содержания влажности образец снова взвешивают. На сегодняшний день этот процесс является наиболее точным и достоверным методом [1; 4; 6; 10-12]. Известно много других методов определения влажности, но они не нашли широкого применения. Отбор проб с помощью бензопилы и определение содержания влаги методом сушки широко используются в Европе для определения количества древесины. Этот способ измерения, как и любой другой технологический процесс, может привести к ошибкам, которые могут приводить к снижению точности результатов измерений [2; 9]. Существует несколько типов ошибок, где первая группа, обусловлена с сезонностью, которые в первую очередь можно проследить по климатическим условиям. Второй тип ошибок измерения влажности возникает в результате некорректного отбора проб и самих измерений.

Ошибки, обусловленные сезонностью заготовки сырья, которые в первую очередь можно отнести к климатическим условиям, а другие возникают в результате отбора проб и самого измерения.

Целью настоящего исследования является изучение и анализ ошибок, возникающих при отборе проб в измерительных технологиях, а также определение степени их влияния на точность измерений.

Репрезентативность выборок при определении влажности партии круглых лесоматериалов

В случае когда, продажа древесины осуществляется по весу, общее количество и стоимость штабеля определяется пробой массой несколько граммам. Поэтому несущественное отклонение в измерении может привести к значительным материальным потерям в больших количествах.

Помимо точности измерения, одним из наиболее важных факторов является репрезентативность отбора проб, поскольку содержание влаги в партии круглых лесоматериалов может иметь большую неоднородность. Разница во влажности внутри штабеля может быть вызвана рядом факторов, таких, как различное содержание влаги в сортиментах, заготовленных в разных местах, в разное время и имеющих разные диаметры или же при различных воздействиях во время хранения. Однако эти вопросы относятся так же к однородности влажности внутри одного бревна.

Влияние количества и мест отбора проб в одном сортименте на точность определения влажности

Распределение влаги в древесине неравномерно ни в пространстве, ни во времени. В зимний период содержание влаги в живых деревьях ниже, чем в вегетационный период. Также известно, что наблюдается неоднородность распределения влажности в древесине по поперечному сечению и длине обусловленные биологическими причинами [15]. Во время заготовки древесины режущими инструментами, торцовые поверхности сортиментов вступают в контакт со свободным воздухом, в результате чего происходит сушка. Интенсивность сушки после заготовки зависит от влажности древесины, которая находится выше предела насыщения клеточной стенки. Так же она зависит от влажности воздуха, температуры и других условий. Например, прогревает ли солнце торцевую поверхность бревна или какая скорость движения окружающего воздуха. Из-за анатомической структуры древесины, сушка торцевой поверхности сортиментов происходит интенсивно, что обуславливает высокую скорость снижения влажности вблизи торцев бревен. Потеря влаги, обуславливает разницу влажности между поверхностью и центральной частью лесоматериалов. Градиент влажности обеспечивает движение влаги к поверхности. Этот поток, как правило, значительно медленнее, чем сушка поверхности, что приводит к еще более высокой разнице влажности внутри сортимента.

Для проведения экспериментов было отобрано 10 образцов из бревен диаметром 20 см и длиной 2 метра на глубине 10 см, что указывает на то, что бревно было надрезано до половины поперечного сечения. Мес-

Хвойные бореальной зоны. XXXVIII, № 1-2, 2020

та отбора проб были равномерно распределены по всей длине бревна. Абсолютную влажность образцов определяли для каждого образца. В качестве контроля принималось среднее значение 10 проб.

В ходе исследований учитывалось содержание влаги по всей длине бревен. Расчеты осуществлялись следующим образом: на первом этапе среднее содержание влаги в образцах 1 и 2 сравнивали с контрольным. Затем среднее содержание влаги в образцах 1-23 сравнивали с контрольным и так далее до установления среднего из 10 образцов (табл. 1). На каждом этапе к среднему добавляли следующий образец. Целью эксперимента было определить характер отбора проб и количество проб для более точного определения влажности бревна.

Начиная с вершинного торца бревна, среднее значение двух проб имело отклонение на 4,47 % в сравнении со средним значением 10 проб. При увеличении количества проб, то разница составит всего 3,15 %. Исходя из этого, можно сказать, что с увеличением количества проб, результаты исследований обеспечивают возможность точного определения влажности в сортименте.

РЕЗУЛЬТАТЫ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Выбор оптимальной глубины реза в значительной степени способствует обеспечению точных результатов. Древесина состоит из сердцевины, ядра, заболони, луба и коры, и каждая анатомическая часть может иметь различную влажность, как в растущем дереве, так и во время хранения [15]. Многие древесные породы имеют разные соотношение ядро-заболонь и количество коры. Этот эффект следует учитывать, в частности, у деревьев с большим содержанием коры (например дуб от 15 до 25 %). При глубине реза 5 см в бревне диаметром 20 см в пробе присутствует большая доля коры и заболони вблизи поверхности, в то время как древесина из средней части ствола (ядро) в них отсутствует. Глубина разреза 10 см достигает половины поперечного сечения, которое пропорционально содержит отдельные анатомические части. То есть для того чтобы получить значения, наиболее близкие к фактической влажности, бревно должно быть пропилено до центра (рис. 1).

В ходе экспериментов было отобрано 150 образцов из 15 бревен, глубина разрезов составляла 5 и 10 см, которые были равномерно распределены по длине бревна. Измерения влажности осуществлялись для каждого образца. Содержание влаги в грабе (СагршиБ), скальном дубе (РиегсиБ БеББЙШога) и дубе

австрийском (РиегсиБ_ сеттер варьировалось от 25 до 70 %. При этом осуществлялось сравнение влажности проб взятых с резов различной глубины 5 см и 10 см. Среднее отклонение для 75 пар образцов составило 3,69 %, наименьшее отклонение составило 0,08 %, а самое высокое - 15,33 %.

Рис. 1. Глубина резов бензопилой на бревне во время эксперимента

Ошибки измерений влажности, возникающие при отборе проб бензопилами и сверлильным оборудованием

При отборе проб с помощью цепной пилы или дрели поверхность опилок испытывает тепловое воздействие. Нами проведены исследования направленные на изучение влияния данного эффекта на точность измерения влажности. Для этого был отобрано 3 бревна, которые предварительно выдерживались при нормальных условиях, для того чтобы минимизировать разницу влажности по длине бревна. Сортименты были разрезаны на диски толщиной 4 см. Диски хранили при температуре 20 °С и влажности воздуха 65 %.

Рис. 2. Схема отбора проб из дисков при помощи дрели и пилы

Таблица 1

Отклонения влажности от среднего из десяти образцов в случае разных номеров образцов

Среднее 2 образцов Среднее 3 образцов Среднее 4 образцов Среднее 5 образцов Среднее 6 образцов Среднее 7 образцов Среднее 8 образцов Среднее 9 образцов Среднее 10 образцов

Отклонение от контроля, % 4,47 3,15 1,97 1,34 1,31 1,35 1,07 0,67 0

После изготовления дисков, нами осуществлялся отбор проб при помощи дрели и бензопилы, при этом резание осуществлялось до середины сортимента, согласно схеме, представленной на рис. 2. Во время отбора проб дрель и бензопила всегда работали с равной скоростью резания и подачи. После каждого отбора проб осуществлялась охлаждение инструмента до температуры окружающей среды. Определение влажности опилок сушильно-весовым способом осуществлялось непосредственно сразу после резания. Для контроля точности измерений после отбора проб опилок определялась содержание влаги в оставшемся диске. Результаты исследований представлены в табл. 2.

Согласно результатам исследований, средние значения влажности опилок полученных при сверлении ближе к среднему значению для высушенных дисков, нежели чем влажность опилок от бензопилы. В то же время, стандартное отклонение влажности опилок полученных сверлением больше. Также необходимо отметить, что эффект трения способствует тепловому нагреву, во время отбора проб бензопилой, что оказывает существенное влияние на конечный результат. При этом разность влажности между древесными частицами полученных от бензопилы и оставшихся дисков составила 6 % (табл. 2). Отбор проб путем сверления в среднем показал меньшую потерю влаги, что можно объяснить меньшей скоростью процесса резания и тем, что стружка, полученная в результате свер-

ления, имеет больший объем и меньшую удельную поверхность.

Более высокое стандартное отклонение в пробах, полученных путем сверления можно объяснить тем, что распределение влажности в дисках и сортиментов в целом может быть переменным. Увеличение влажности в бревне, обуславливает более высокую разность содержания влаги в пробах полученных различными методами. Это обусловлено, тем, что для испарения влаги, выше предела насыщения клеточной стенки требуется значительно меньше энергии, чем при удалении связанной воды. По-видимому, установленная нами разница измерений в пределах 1 % между различными методами определения влажности в третьем бревне, обусловлена низким значением данного показателя - 17 %.

На количество тепловой энергии выделяемой в процессе отбора проб наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы: угол заточки, начальная температура рабочего инструмента и температура окружающей среды и т. д. Более высокая температура инструмента вызывает более интенсивную сушку стружки. При большом количестве измерений был установлен поправочный коэффициент для определения реального содержания влаги в древесине. Для этого некоторые параметры отбора проб должны быть постоянными: например, угол заточки и температура цепи и т. д.

Таблица 2

Результаты измерений влажности

Бревно 1 Бревно 2 Бревно 3

Диск Дрель Бензопила Диск Дрель Бензопила Диск Дрель Бензопила

1 91,34 104,14 84,29 64,74 66,92 60,39 16,55 15,85 15,34

2 99,58 105,73 88,49 70,10 64,58 65,47 17,08 16,10 16,53

3 104,51 108,42 94,69 81,13 81,45 69,54 17,27 17,16 15,12

4 106,96 110,68 99,59 90,60 73,71 77,15 17,44 16,37 16,64

5 111,26 108,51 99,58 97,33 85,12 79,60 17,56 16,71 16,54

6 113,31 103,85 111,19 102,48 79,96 90,70 17,72 16,58 17,30

7 111,38 99,30 111,19 100,81 89,56 85,20 18,15 17,81 17,64

8 117,51 109,15 103,49 97,83 102,35 83,99 17,78 18,27 16,61

9 118,02 110,06 107,51 103,45 88,38 83,04 17,56 17,91 16,61

10 118,27 98,57 119,25 110,34 104,31 92,00 17,21 17,74 16,21

11 115,20 122,89 102,09 110,59 100,99 92,60 17,13 16,72 15,66

12 115,95 128,10 108,36 110,87 102,48 93,56 16,92 16,13 15,56

13 112,20 114,89 110,32 108,45 77,76 93,87 16,61 16,49 15,32

14 106,68 113,53 95,11 113,44 91,83 99,17 17,13 16,65 15,62

15 103,02 106,56 105,13 113,35 93,86 100,36 16,64 16,15 15,27

16 107,01 114,77 106,95 106,44 87,67 99,82 16,48 15,78 14,71

17 108,84 99,45 108,06 106,06 105,95 93,63 16,37 15,62 15,21

18 - - - 103,23 103,18 84,64 16,57 16,16 15,12

19 - - - 99,13 91,79 72,25 16,60 15,33 15,68

Минимум 91,34 98,57 84,29 64,74 64,58 60,39 16,37 15,33 14,71

Максимум 118,27 128,10 119,25 113,44 105,95 100,36 18,15 18,27 17,64

Среднее 109,47 109,33 103,25 99,49 89,04 85,10 17,09 16,61 15,93

Хвойные бореальной зоны. XXXVIII, № 1-2, 2020

Ошибки измерений влажности, обусловленные использованием смазочных материалов при пилении бензомоторными пилами

Как известно, в процессе пиления бензомоторными пилами, смазочное масло для цепей проникает в стружку. При определении влажности стружки, су-шильно-весовым способом в результате высыхания смазочного масла, может возникнуть ошибка измерения масс, которая зависит от двух факторов: сухого остатка масла и его количества в стружке. На практике для смазки цепи используется не только оригинальная смазка цепи, но и более экономичное обычное моторное масло. Поэтому при проведении исследований были проведены экспериментальные сушки различных проб масел при температуре 103±2 °С. Время сушки определялось с учетом времени, используемого для измерения влажности на практике. Согласно нашему опыту, устройство для быстрого измерения влажности (анализатор влажности) высушивает образец средней влажности в течение 15 минут, поэтому первое время сушки составило 15 минут. Также масса образцов измерялась через 6, 12, 24 и 48 часов, потому что интенсивность сушки в сушильном шкафу во многом определяется начальной влажностью образцов.

Для определения расхода масла при получении опилок, заправочная емкость заполнялась до точно определенного уровня и после отбора проб осуществлялся его долив до указанного уровня, что позволяло определить расход смазочной жидкости. Полученные опилки были собраны, а их масса определялась путем взвешивания оставшейся древесины. С учетом двух приведенных выше методов можно определить возможное максимальное содержание масла в опилках. Безусловно, нельзя сказать, что все масло находится в древесных частицах, поскольку часть смазочного материала может вылететь из цепи из-за центробежной силы звездочки, а другая часть испаряется во время пиления. В данном случае с помощью этого метода удалось определить возможную максимальную ошибку. Разумеется, каждая цепная пила потребляет масло в разных количествах в зависимости от настроек, поэтому в исследованиях использовались заводские настройки. Следует отметить, что потеря масла также зависит от скорости цепи, поэтому во всех случаях пила работала на постоянной, умеренной скорости резки, что обеспечивало минимальные потери масла из звездочки (не оставляя белой отметки на белой

Таблица 4

Измерение и расчет содержания масла в образцах опилок

бумаге, установленной перед пилой). Результаты исследований представлены в табл. 3

Таблица 3

Потери массы масла, % при сушке в анализаторе влажности и сушильном шкафу

15 минут 6 часов 12 часов 24 часов 48 часов

Моторное масло 0,526 0,901 1,158 1,603 2,359

Смазочное масло для цепей 0,385 0,7 1,477 2,926 5,598

Как показывают результаты исследований, различные масла во время сушки теряют свой вес не одинаково. Так, проба с заводским смазочным материалом для цепей показал меньшую потерю массы при сушке в течение 15 минут (табл. 3). Аналогичный эффект наблюдался после 6 часов сушки: смазочный материал для цепей терял меньше своей массы. Через 12 часов ситуация изменилась: зафиксирована меньшая потеря моторного масла. По-видимому это обусловлено тем, что моторное масло предназначено для других условий и применений, оно содержит другие присадки, кроме того он выдерживает длительное высокотемпературное воздействие [3].

Дальнейшие исследования производились с использованием заводской смазки цепей, при продолжительности сушки 15 минут и 12 часов. Содержание масла в опилках определялось при 10 кратном дублировании опытов. Для расчетов плотность смазочной жидкости по данным (www.mol.hu) принята 0,89 г/см3.

Как показывают результаты исследований, максимально возможное среднее содержание масла в опилках составляет 0,906 % (табл. 4). Потери массы масла при сушке не соизмеримы со снижением массы влажных опилок. Это вызывает ошибку измерения влажности загрязненных маслом древесных частиц. Чтобы определить потенциальную ошибку, мы протестировали 100 г загрязненных маслом влажных опилок, содержащих в общей сложности 0,906 г масла. Нами произведен расчет зависимости влажности от содержания масла в древесных частицах, при варьировании влажности древесины от 10 % до 100 % с шагом 10 % (табл. 5).

Содержание масла в опилках

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Масса опилок, кг 2,320 1,320 1,450 1,510 1,330 1,400 1,570 1,480 1,470 1,410

Масса масла, кг 0,020 0,011 0,013 0,015 0,012 0,013 0,014 0,014 0,013 0,013

Содержание масла в опилках, % 0,862 0,833 0,897 0,993 0,902 0,929 0,892 0,946 0,884 0,922

Среднее содержание масла в опилках, % 0,906

Таблица 5

Ошибки возникающие при использовании цепного масла

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Потери массы при определении влажности древесины

Влажность древесины, % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Масса опилок, г 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094 99,094

Масса масла, г 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906 0,906

Масса сухих опилок, т0, г 90,085 82,578 76,226 70,781 66,063 61,934 58,291 55,052 52,155 49,547

0,385 % потери массы масла после сушки в течение 15 минут (табл. 3)

Масса масла, г 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903 0,903

Общая масса опилок и масла, г 90,988 83,481 77,129 71,684 66,965 62,836 59,193 55,955 53,057 50,450

Влажность, % 9,905 19,788 29,653 39,501 49,331 59,144 68,939 78,716 88,476 98,218

Ошибка при определении влажности, % 0,095 0,212 0,347 0,499 0,669 0,856 1,061 1,284 1,524 1,782

1,477 % потери массы масла после сушки в течение 2 часов (табл. 3)

Масса масла, г 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893 0,893

Общая масса опилок и масла, г 90,978 83,471 77,119 71,674 66,955 62,826 59,183 55,945 53,047 50,440

Влажность, % 9,917 19,802 29,670 39,521 49,353 59,169 68,967 78,747 88,511 98,257

Ошибка при определении влажности, % 0,083 0,198 0,330 0,479 0,647 0,831 1,033 1,253 1,489 1,743

Результаты исследований указывают на то, что потеря массы масла при сушке значительно ниже, даже в сравнении с опилками влажностью 10 %. При этом данная закономерность установлена, при продолжительности сушки в течение 15 минут и 12 часов (при потерях массы после сушки 0,385 % и 1,477 %). После 15-минутного быстрого определения влажности, при его значении 10 % отклонение составляет 0,095 %, поэтому вместо 10 % нами зафиксировано значение только 9,905 %.

С увеличением влажности опилок отношение предполагаемого постоянного количества масла к абсолютно сухой древесине увеличивается. Поэтому величина ошибки так же увеличивается. При влажности опилок 100 %, масло может вызвать погрешность измерений, превышающую 1,8 %. При этом необходимо отметить, что отсутствует существенная разница между 15 минутами и 12 часами сушки. Однако при 10 и 100 % влажности стружки возникают отклонения 0,083 % и 1,743 %. Во всех экспериментах установлено более низкое содержание влаги, чем фактическая влажность древесных частиц.

ВЫВОДЫ

Неоднородность свойств древесины, обеспечивает наибольшую ошибку измерений влажности, особенно при нарушении технологических инструкций и неправильного отбора проб. Наравне с этим большинство ошибок обусловлено низкой репрезентативностью

выборок, так как при изучении свойств, сравнительно малого количества образцов, значения переносятся на весь объем партии древесного сырья. Эти ошибки могут быть уменьшены, за счет большего количества равномерно распределенных выборок.

Правильность отбора проб в каждом круглом лесоматериале также является важным критерием точности измерений, что обусловлено неравномерным распределение влаги в поперечном сечении сортиментов. Соответственно глубина реза имеет существенное влияние на точность измерений. Оптимальным решением в данном случае является отбор проб путем формирования пропила на половину диаметра бревна при помощи бензопил.

Использование бензопилы или сверлильного оборудования при изготовлении проб резанием, приводит к выделению тепла из-за трения между древесиной и инструментом. Как следствие выделяемая тепловая энергия в обоих случаях инициирует процесс сушки древесных частиц. При резании бензопилами образуется стружка меньшего размера, поэтому эффект сушки более значительный, но поверхность пропила при отборе проб больше, что приводит к меньшим отклонениям во время измерения. При отборе образцов с помощью сверла образуются более крупные частицы, и среднее значение результатов ближе к реальному содержанию влаги, но стандартное отклонение существенно выше, в сравнении с пробами, полученными при помощи бензопил.

Хвойные бореальной зоны. XXXVIII, № 1-2, 2020

При отборе проб с помощью бензопилы смазочное масло влияет на измерение содержания влаги в опилках. Во всех случаях значения влажности древесины меньше, чем реальное содержание влаги так: для низкого содержания влаги (при 10 % абсолютной влажности древесины) отклонение составляет 0,08-0,09 %, а для 100 % влажности древесины это отклонение может быть более 1,7 %.

Принимая во внимание вышеуказанные факторы, погрешность измерения влажности может быть минимизирована и исправлена путем большего количества измерений.

REFERENCES

1. Bergman R. (2010): Drying and Control of Moisture Content and Dimensional Changes, Wood handbook-wood as an engineering material. General Technical Report FPL-GTR-113. Madison, WI: US Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, P 13-1.

2. Boone R. S., Wengert E. M. (1998): Guide for using the oven-dry method for determining the moisture content of wood. Forestry Facts No. 89. Department of Forest Ecology and Management, Univ. of Wisconsin.

3. Czegledi D. (2010): Olajok, Szechenyi Istvan Egyetem, MTK-KVJT, PowerPoint eloadas, Gyor, Elerheto: http://rs1.sze.hu/~lakatos/Olajok.pdf, Elerheto: 2013. November 19-en.

4. Divos F., Divos P. es Alpar, T. (2012): Density and moisture content measurement of wood and wood based materials bymicrowave radar, NymE, International Scientific Conference on Sustainable Development & Ecological Footprint, Sopron, 2012. Marcius 26-27.

5. DRALLE. (2014). sScale - Measure, track and trade. Hoersholm/DK: Produktbroschure.

6. Energia Klub 2005: Uj utak a mezogazdasagban -Az energetikai ceto novenytermesztes lehetosege az

alföldön - Energia Klub Környezetvedelmi Egyesület, Budapest, P. 14.

7. Fink F. (2004). Foto-optische Erfassung der Dimension von Nadelrundholzabschnitten unter Einsatz digitaler, bildverarbeitender Methoden. Dissertation. Freiburg.

8. Forest Products Laboratory (2004): Wood Biomass for Energy, Techlines, Madison.

9. Hartley J., Marchant J. (1995): Methods of determining the moisture content of wood. Research Division, State Forests of New South Wales, Sydney. Technical Paper No. 41. ISBN 0 7310 6721 5.

10. Jung L. (2008): Fabazisu centralizalt aramter-meles logisztikaja es annak hatasa az Egererdö Erdeszeti Zrt. fahasznalati tevekenysegere, Doktori ertekezes, NymE, Sopron.

11. Mohacsi Kristof (2013) Motor a iureszmintak hibai es külsö hatasai (Errors of chainsaw sampling and its alternatives), Nyugat-magyarorszagi Egyetem, Diploma dolgozat, Sopron Hungary.

12. MSZ 6786/2-1988 Fa anyag vizsgalat ok -Nedvessegtartalom meghatarozasa.

13. Pasztory Z., Polgar R. (2016) Photo Analytical Method for Solid Wood Content Determination of Wood Stacks, Journal of Advanced Agricultural Technologies, Vol. 3, No.1. June 2016. P. 54-57.

14. Osztolykan T. (2011): A biomassza-hasznositas hazai lehetösegei Hangony közseg peldajan, Szakdo-lgozat, ELTE, Budapest.

15. Pallardy S. G. (2007): Physiology of woody plants. Elsevier, ISBN: 978-0-12-088765-1.

16. Varga M., Nemeth G., Csitari Cs. (2011): A fa mint megujuloenergiaforras, 2011 azerdökeve - Öröktar-sunk a fa (szerk.: Molnar, S.), Sopron, P. 38-39.

© Zoltan Pasztory, Zoltan Börcsök, BaaHgHH M. A., 2020

Поступила в редакцию 20.03.2020 Принята к печати 05.09.2020

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.