СУШКА ДРЕВЕСИНЫ Общие сведения

При определении режима сушки необходимо установить правильное соотношение между скоростью продвижения влаги из центральной части материала к его наружной поверхности н интенсивностью испарения влаги с поверхности. Для ускоре — ,г ния сушки следует увеличить ско­рость продвижения влаги к наруж­ной поверхности, что и достигает­ся повышением температуры.

С повышением .температуры уменьшаются* вязкость и поверх­ностное натяжение воды (фиг. 51).

С понижением вязкости воды уве­личивается скорость продвижения ее к поверхности древесины; в то же время уменьшение поверхност­ного натяжения, понижая свойство капиллярности, уменьшает скорость продвижения влаги.

Сравнивая величины, влияющие на скорость продвижения влаги в древесине, можно видеть, что при температуре 100° вязкость пони­жается на 82%, а поверхностное натяжение только на 18%. Поэтому повышение температуры значительно увеличит скорость продвижения влаги к поверхности древесины. Кроме того, температура, повышая пластичность древесины, уменьшает возможность растрескивания ее от возникающих в процессе сушкн внутренних напряжений.

Следовательно, сушить древесину выгоднее лрн сравнительно вьь соких температурах — около 50—70°.

Но при таких температурах влага с поверхности испаряется быстро и нарушается соответствие между количеством влаги, подводимой к. по­верхности древесины, и количеством влаги, испаряющейся с поверхности. В результате этого наружная поверхность высыхает раньше внутренней и в древесине возникают внутренние напряжения, которые могут по­вести к образованию трещин. Устранить указанное несоответствие во время сушки )прн сравнительно высокой температуре, т. е: уменьшить скорость испарения влаги с поверхности, можно повышением влажности воздуха.

..Большую роль при сушке древесины играют направление « скорость движения воздуха в сушилке, воздух подводит к древесине тепло и уносит с собой водяные пары. . .

Для правильного ведения сушки необходимо хорошо усвоить влия­ние температуры, влажности и движения воздуха и уметь управлять этими факторами.

Все древесные породы по характеру движения свободной (влаги в древесине — при ее высыхании делятся на две группы.

К л е р в о й группе относятся заболонные породы и заболонная древесина всех остальных пород. Стенки клеток заболони проницаемы для водяного пара и свободная влага перемещается из клетки в клетку с небольшим сопротивлением (фиг. 52).

В начале сушки содержание свободной влаги в клетках равномерное, что отмечено одинаковым уровнем (фиг. 52, а).

В процессе сушки испарение свободной влаги из наружных клеток вызывает испарение ее и из соседних клеток, так Как свободная влага может проходить через их стенки (фиг. 52,6). В соответствии с этим градиент влажности по толщине материала при сушке заболонной дре­весины представлен постепенно снижающимися параболами (фнг. 52, в).

Ко второй группе относится ядровая древесина, в которой стен­ки клеток непроницаемы для водяного пара. В ядровой древесине клет­ки второго ряда начнут сохнуть только после того, как в клетках пер­вого ряда вся влага испарится (фиг. 53, а и б). Градиент влажности по толщине материала при сушке ядровой древесины выражается сложны­ми линиями (фиг. 53, в).

Влага продвигается к поверхности материала именно вследствие градиента влажности, т. е. потому, что влажность наружных слоев дре­весины ниже, чем внутренних. В тот момент, когда в нарркных слоях влажность достигнет точки насыщения (волокон (23—30%), иа поверх­ности начинается усушка древесины. Во внутренних же слоях древе-, сины усушка отсутствует. Из-за различной влажности происходит растяжение наружных и сжатие внутренних слоев (фиг. 54,Л, 1). Если брусок, находящийся в таком состоянии, распустить на две ча­сти, то части покоробятся в’разные стороны (фиг. 54, Л, 2),

В том случае, если внутренние напряжения превосходят предел крепости древесины, то наружные слои растрескиваются, что часто и отмечается в начале сушки.

Когда во -внутренних слоях древесины влажность достигнет точки насыщения волокон, начнется усушка и внутренних слоев. Прн этом внутренние напряжения уменьшаются. Но при выравнивании влажности в высушив&емом материале напряжения снова появляются с тон разни-

цей, что они имеют обратные знаки — внутренние слои материала бу­дут растянуты, а наружные сжаты (фиг. 54, Б, /). Это явление, назы­ваемое сжатием сухой поверхности, объясняется тем, что наружные слои получили меньшую усушку вследствие того, что сохли в растяну­том состоянии и часть упругой деформации перешла в остаточную.

I г

/ г

. Фиг. 54. Состояние материала в различные периоды сушки. Растянутая зона показана знаком (~), а сжатая знаком {+)•

‘ Сжатие сухой поверхности является дефектом, так как может выз­вать образование внутренних трещин или коробление материала при его распиловке, строгании н фрезеровании (фиг. 54, £, 2). Во избежание сжатия сухой поверхности при камерной сушке нужно вести сушку вна­чале замедленно, а в конце обрабатывать материал воздухом повььшен-
ной влажности, но осторожно, так как чрезмерное увлажнение ]может вызвать растяжение поверхности сухого материала (фиг. 54, В). При не­глубокой же обработке Поверхности воздухом высокой влажности по­лучается лишь частичное растяжение поверхности сухого " материала (фиг 54, Г).

Сжатие н растяжение поверхности сухого материала наблюдаются и в древесине с равномерной влажностью. Это объясняется тем, что вследствие более быстрого продвижения влаги вдоль волокон, торцевая поверхность сохнет интенсивнее: Во Избежание торцевого растрески­вания необходимо торцы материала обмазывать белилами илн суриком, тертыми на масле, или известково-меловой замазкой (33% смолы дре­весной, 33% мела, 17% олифы и 17% пушонки).

Древесина в разных направлениях усыхает неравномерно, причем усушка в тангентальном направлении примерно в два раза больше, чем в радиальном. Неравномерность усушки в различных направленнях является причиной короб­ления н трещин. На фиг. 55 показана деформация сортиментов в результате усушкн.

В настоящее время применяют в основном воздушную и камерную суш­ку древесины. Контактный способ суш­ки применяется только для быстро сохнущего материала, а способ сушки в электрическом поле высокой частоты еще не доработан.

Воздушная сушка древесины проводится па лесных складах в спе­циальных навесах. /

Для проведення воздушной сушки необходимо непрерывное движе­ние воздуха у древесины ввиду его малой влагопоглотнтельной способ­ности. Скорость движения воздуха, регулируемая плотностью укладки древесины, влияет на скорость сушки и на равномерность просыхання древесины в штабеле. Так как регулировать прн воздушной сушке можно только скорость движения воздуха, то скорость сушки зависит от ме­теорологических условий и прн этом способе сушки древесина высыхает только до (определенной влажности, соответствующей состоянию воз­духа, омывающего штабель. Так как для использования в самолетострое­нии древесииА- должна иметь более низкий процент влажности, то ее часто подвергают комбинированной сушке, воздушной — до воздушно­сухого состояния (15—20%) н затем камерной—до влажности 7 -10%.