Как сушить древесину на открытом воздухе и в помещении (таблица влажности древесины)

Древесина – очень гигроскопичный материал, который легко изменяет свою влажность.Влажностью древесины называют процентное содержание в ней воды (влаги). Влажность древесины не зависит от породы дерева.

Влажность древесины – это количественный показатель содержания влаги в нейМежду древесиной и воздухом все время происходит влагообмен. Поэтому, влажность древесины – очень нестабильная величина, которая изменяется вместе со влажностью окружающей среды.Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха – будет происходить высыхание древесины. Если наоборот – увлажнение.

А если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха.Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной»В природе, равновесная влажность для древесины – это крайне неустойчивое состояние. Потому что, в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Однако, состояние равновесной влажности легко достигается для древесины, находящейся в условиях искусственного микроклимата, например – в сушильной камере или просто, в любом другом помещении с постоянной температурой и влажностью.Различают абсолютную и относительную влажность древесины

Абсолютная влажность древесины

Абсолютная влажность – это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца. По ГОСТ 17231-78, величина абсолютной влажности (W) высчитывается после исследования (сушки) образца, по формуле:

W = (m – m0) / m0x 100,

где, (m) и (m0) – масса образца, до и после высушивания.

Понятие величины «абсолютная влажность», по ГОСТ 17231-78, трактуется просто как «влажность».

Как и всё «абсолютное», величина «абсолютной влажности» оторвана от реального мира и является крайне неудобоваримой формой при теплотехнических расчётах. Например, при величине абсолютной влажности 25%, килограмм древесины будет содержать 200 грамм воды. Такое несоответствие цифр сбивает с толку при расчётах.

Более удобной и практичной является величина относительной влажности

Относительная влажность древесины

Относительная (рабочая) влажность древесины – это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. По ГОСТ 17231-78, величина относительной влажности (Wотн.) высчитывается из величины абсолютной влажности (W) образца, по формуле:

Wотн.= 100W / (100+W)

или проще,

Wотн.= mводы/ mобразцаx 100

Относительная влажность – очень простая и удобная форма для учёта испаряемой воды в дровяных теплотехнических расчётах. Величина относительной влажности напрямую указывает на количественно содержание воды в древесине. Например, один килограмм древесины при влажности 20%, будет содержать 200 грамм воды и 800 грамм сухого древесинного вещества.

Для сравнения, соберём «живой» пример в таблицу. Это таблица для одного и того женашего образца. Определим и сравним величины его абсолютной и относительной влажности:

Абсолютная влажность = 25%,вес образца:до высушивания = 1кг (1000гр),после высушивания = 0,8кг (800гр)Относительная влажность = 20%,вес образца = 1кг (1000гр)- если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его абсолютнойвлажности будет 25%,- если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его относительнойвлажности будет 20%,Формула для определенияW = (m – m0) / m0x 100РасчётW = (1000 – 800) / 800 x 100 = 25%Формула для определенияWотн.= 100W / (100+W)РасчётWотн.= 100 x 25 / (100+25) = 20%ВыводНесмотря на то, что величина абсолютной влажности является первоисточником для определения величины относительной влажности, именно величина относительной влажности имеет большее практическое применение. Потому что, она (величина относительной влажности) более реалистично отображает содержание воды в образце и не сбивает с толку несоответствием цифр

Степень влажности древесины

По влажности, всю древесину делят на три группы: сырая (влажность более 35%), полусухая (влажность от 25 до 35%) и сухая (влажность менее 25%). Первоначально, влажность свежесрубленных деревьев составляет 50–60%. Затем, при естественной сушке под навесом на воздухе, древесина в течение полутора-двух лет теряет до 20–30% влаги и приходит в состояние условно-равновеснойвлажности.

После этого, влажность древесины уже существенно не изменяется, и её величина составляет ≈25%. Такая древесина называются воздушно-сухой. Чтобы снизить влажность древесины до состояния комнатно-сухой (7…18%), её нужно сушить принудительно в сушильных камерах, либо переместить на длительное время в условия искусственного микроклимата с заданными условиями (например, перенести в комнату или иное помещение).

Различают следующие степени влажности древесины:

Сплавная(влажность 60%, и более)Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно.Свежесрубленная(влажность 45…50%)Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева.Воздушно-сухая(влажность 20…30%)Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании.Комнатно-сухая(влажность 7…18%)Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении.Абсолютно сухая(влажность 0%)Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы.

Теплотворность влажных дров

Теплотворная способность древесины находится в прямой зависимости от её влажности.

Влажность дров относится к определяющему показателю их качества. Что сухие дрова горят лучше сырых – известно многим, если не всем. И все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот – намочить.

Соответственно и качество топлива будет изменяться – улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, дровяные пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 50%, и даже – до 70%!

В таблице приведены обобщённые показатели теплотворной способности древесины для каждой степени её влажности.

Влажность дров(%)Массовая рабочая теплотворность,ккал/кгСтепень влажности04400Абсолютно сухаядревесина7…183980-3750Комнатно-сухаядревесина25…303630-3120Воздушно-сухаядревесина33…502870-1860Свежесрубленнаядревесина50…701800 и менееСплавнаядревесина70 и болееПрактическине горитСплавнаядревесина

Из таблицы видно, что чем меньше влажность древесины, тем выше ее теплотворная способность. Например, воздушно-сухая древесина имеет рабочую теплотворность почти в два раза большую, чем свежесрубленная, не говоря уже о мокрой древесине.

Древесина, влажностью 70% и выше, практически не горит.Идеальный вариант для дровяного отопления – это использовать дрова в состоянии комнатно-сухой степени влажности. Такие дрова дают максимальное количество тепла.

Но, поскольку сушка дров до такого состояния сопряжена с дополнительными затратами энергии, то наиболее оптимальным вариантом для отопления, будет использование воздушно-сухой древесины. Довести дрова до воздушно-сухого состояния сравнительно не сложно. Для этого достаточно заготовить их впрок и хранить в сухом проветриваемом помещении.

Напоследок хочется заметить, что влага, содержащаяся в дровах, не только ухудшает их теплотворность. Повышенное содержание влаги в топливе отрицательно сказывается на самом процессе горения. Избыток водяных паров служит основой для создания агрессивной среды, являющейся причиной преждевременного износа отопительного агрегата и дымоходов.

Производители современного отопительного оборудования рекомендуют использовать в качестве топлива воздушно-сухую древесину, влажностью, не более 30-35%

Влажность древесины | Дрована tehnopost.kiev.ua

При влажности древесины менее 30% в ней прекращаются гнилостные грибковые процессы и такая щревесина считается пригодной для длительного хранения

Альтернативное Отопление: древесинадереводроватеплотворностьтеплотаотоплениедровяное

Где бы ни предполагалось использование древесного сырья — в строительстве, при изготовлении мебели или столярных заготовок, — его влажность будет являться главным показателем качества и долговечности готового изделия. Древесина обладает природным свойством гигроскопичности, то есть способностью хорошо поглощать влагу и так же быстро ее отдавать при изменениях температуры и влажности окружающей среды.Вследствие этих процессов происходит значительное увеличение или уменьшение объемного размера материала в различных направлениях, приводящее к полной негодности конструкции или предмета. Для того чтобы понимать, как правильно сушить древесину, необходимо знать некоторые правила, позволяющие профессионально осуществить этот процесс, и уметь определять содержание в дереве влаги.

Схема сушки древесины в атмосферных условиях.

Определение влажности древесины

При отсутствии специального прибора — электровлагомера — влажность древесины определяется при помощи довольно простого способа. От материала отделяют небольшой кусок и взвешивают его.

Затем выдерживают в сушилке при температуре около 100°С и проводят взвешивание еще раз. Разница между этими показателями и является процентным отношением воды к образцу. При совершении любых технологических операций по отношению к древесине она должна иметь пригодную для работы влажность.

Таблица определения влажности древесины.

Если этот показатель будет высоким, вероятность быстрого выхода из строя будущего изделия очень высока.

Возможно возникновение грибковых поражений материала, его гниение и деформация при различных климатических изменениях. Сырая древесина плохо подвергается склеиванию, а из-за последующего усыхания может коробиться, покрываться трещинами и образовывать щели. Всех этих неприятностей можно избежать, если изучить, как сушить древесину, тогда будет проведена грамотная сушка сырья с соблюдением всех технологий этого процесса.

Все породы дерева можно разделить на три группы по свойствам изменять размер при сушке: слабо, умеренно и сильно усыхающие.

Практически не изменяются при высушивании лиственница и ель, умеренно теряют в объеме сосна, осина, ива и тополь.

Древесина дуба, вяза, клена и бука относится к последней категории, к которой принадлежат также липа и ольха. Самое быстрое испарение влаги происходит с верхних слоев и торцов доски. При сушке сырого дерева влага одновременно уходит через поры с поверхности, а ее место занимают поднимающиеся из сердцевины по капиллярам древесные соки.

Схема сушки древесины в камере.

Влажность деревянных изделий, которые впоследствии будут эксплуатироваться на открытом воздухе, должна находиться в пределах 12-18%, а для внутренних помещений с комфортной температурой эта цифра понижается до 8-10%. Поэтому сушить древесину, которая будет эксплуатироваться в отапливаемом помещении, нужно в два этапа: сначала в природных условиях, а затем при комнатной температуре.

Сушка дерева под влиянием атмосферы занимает довольно длительное время. Этот срок зависит от породы дерева, его толщины и времени года. Применение этого способа может привести к потере материалом до 75% влаги, но хвойные и мягкие лиственные породы обычно сохнут около 2 лет, а твердые могут потребовать и более длительного срока.

Для сушки древесины на открытом воздухе предварительно выполняется настил из жердей, на который заготовки укладывают штабелями с соблюдением между ними небольшого расстояния и закрепляют ряды вбитыми колышками. Верхнему слою придают небольшой наклон, чтобы обеспечить скатывание дождевой воды, и тщательно укрывают досками.

Круглые бревна перед просушкой не нужно освобождать от коры, чтобы они не потрескались, для этой же цели можно обработать их торцы раствором извести или поваренной соли, что дополнительно послужит предохранением от возможного гниения. Пиломатериалы подвергаются высушиванию таким же образом, но их требуется вначале рассортировать и штабелировать по принципу однородности, то есть толщине досок и породе деревьев. Древесину ценных пород в процессе сушки обрабатывают не только с торцов, но и по боковым сторонам, и для этой цели можно дополнительно использовать садовый вар или клей ПВА.

Сушка древесины в помещении

Сушить древесину в помещении нужно как можно дальше от грязных и влажных поверхностей, которыми могут обладать земляной пол или бетонные конструкции. Следует помнить, что дерево приобретет параметры окружающей обстановки, поэтому комната должна быть сухой и с оптимальной температурой воздуха от 15°С.

В частных домах лучшими местами для просушки считаются хорошо проветриваемые чердаки, а в квартирах можно использовать антресоли. При острой необходимости можно одну из комнат оборудовать нагревателями воздуха, расположив их вдоль стен, и постоянно регулировать температуру для более быстрого высыхания материала. Если планируется изготовление мебели или столярных изделий, не стоит выпиливать заготовки до просушки дерева — их размер и форма могут значительно измениться после усушки.

Где бы ни предполагалось использование древесного сырья — в строительстве, при изготовлении мебели или столярных заготовок, — его влажность будет являться главным показателем качества и долговечности готового изделия. Древесина обладает природным свойством гигроскопичности, то есть способностью хорошо поглощать влагу и так же быстро ее отдавать при изменениях температуры и влажности окружающей среды.Вследствие этих процессов происходит значительное увеличение или уменьшение объемного размера материала в различных направлениях, приводящее к полной негодности конструкции или предмета. Для того чтобы понимать, как правильно сушить древесину, необходимо знать некоторые правила, позволяющие профессионально осуществить этот процесс, и уметь определять содержание в дереве влаги.

Схема сушки древесины в атмосферных условиях.

Определение влажности древесины

При отсутствии специального прибора — электровлагомера — влажность древесины определяется при помощи довольно простого способа. От материала отделяют небольшой кусок и взвешивают его.

Затем выдерживают в сушилке при температуре около 100°С и проводят взвешивание еще раз. Разница между этими показателями и является процентным отношением воды к образцу. При совершении любых технологических операций по отношению к древесине она должна иметь пригодную для работы влажность.

Таблица определения влажности древесины.

Если этот показатель будет высоким, вероятность быстрого выхода из строя будущего изделия очень высока.

Возможно возникновение грибковых поражений материала, его гниение и деформация при различных климатических изменениях. Сырая древесина плохо подвергается склеиванию, а из-за последующего усыхания может коробиться, покрываться трещинами и образовывать щели. Всех этих неприятностей можно избежать, если изучить, как сушить древесину, тогда будет проведена грамотная сушка сырья с соблюдением всех технологий этого процесса.

Как высушить древесину для разных условий эксплуатации

Все породы дерева можно разделить на три группы по свойствам изменять размер при сушке: слабо, умеренно и сильно усыхающие.

Практически не изменяются при высушивании лиственница и ель, умеренно теряют в объеме сосна, осина, ива и тополь.

Древесина дуба, вяза, клена и бука относится к последней категории, к которой принадлежат также липа и ольха. Самое быстрое испарение влаги происходит с верхних слоев и торцов доски. При сушке сырого дерева влага одновременно уходит через поры с поверхности, а ее место занимают поднимающиеся из сердцевины по капиллярам древесные соки.

Схема сушки древесины в камере.

Влажность деревянных изделий, которые впоследствии будут эксплуатироваться на открытом воздухе, должна находиться в пределах 12-18%, а для внутренних помещений с комфортной температурой эта цифра понижается до 8-10%. Поэтому сушить древесину, которая будет эксплуатироваться в отапливаемом помещении, нужно в два этапа: сначала в природных условиях, а затем при комнатной температуре.

Сушка дерева под влиянием атмосферы занимает довольно длительное время. Этот срок зависит от породы дерева, его толщины и времени года. Применение этого способа может привести к потере материалом до 75% влаги, но хвойные и мягкие лиственные породы обычно сохнут около 2 лет, а твердые могут потребовать и более длительного срока.

Для сушки древесины на открытом воздухе предварительно выполняется настил из жердей, на который заготовки укладывают штабелями с соблюдением между ними небольшого расстояния и закрепляют ряды вбитыми колышками. Верхнему слою придают небольшой наклон, чтобы обеспечить скатывание дождевой воды, и тщательно укрывают досками.

Круглые бревна перед просушкой не нужно освобождать от коры, чтобы они не потрескались, для этой же цели можно обработать их торцы раствором извести или поваренной соли, что дополнительно послужит предохранением от возможного гниения. Пиломатериалы подвергаются высушиванию таким же образом, но их требуется вначале рассортировать и штабелировать по принципу однородности, то есть толщине досок и породе деревьев. Древесину ценных пород в процессе сушки обрабатывают не только с торцов, но и по боковым сторонам, и для этой цели можно дополнительно использовать садовый вар или клей ПВА.

Сушка древесины в помещении

Сушить древесину в помещении нужно как можно дальше от грязных и влажных поверхностей, которыми могут обладать земляной пол или бетонные конструкции. Следует помнить, что дерево приобретет параметры окружающей обстановки, поэтому комната должна быть сухой и с оптимальной температурой воздуха от 15°С.

В частных домах лучшими местами для просушки считаются хорошо проветриваемые чердаки, а в квартирах можно использовать антресоли. При острой необходимости можно одну из комнат оборудовать нагревателями воздуха, расположив их вдоль стен, и постоянно регулировать температуру для более быстрого высыхания материала. Если планируется изготовление мебели или столярных изделий, не стоит выпиливать заготовки до просушки дерева — их размер и форма могут значительно измениться после усушки.

1Надырова А.Р. 1Величкин П.С. 1Степанова О.А. 11Государственный университет им. Шакарима

1. Справочник по сушке древесины / Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов; под ред.

Е.С. Богданова. – М.: Лесн. Пром-сть, 1990.

– 304 с.2. Расев А.И. Сушка древесины: Учебное пособие. – М.: МГУЛ, 2005. – 224 с.

Древесина – это ценный материал, который используется практически во всех отраслях промышленности. И даже с учетом того, что в последнее время появилось много заменителей древесины, она по-прежнему не теряет свое лидерство.

Одним из самых энергоемких и сложных процессов в технологии обработки древесины является процесс сушки. Древесину сушат после лесопиления перед деревообработкой в целях её предохранения от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами при ее дальнейшем хранении и транспортировке. Сушка предупреждает древесину от изменения формы и размеров в процессе изготовления и эксплуатации изделий из нее, улучшает качество отделки древесины, склеивания.

Влажность, до которой сушат древесину, зависит от сферы её дальнейшего применения. Весь смысл сводится к тому, чтобы довести влажность доски до такого же значения, которого достигло бы со временем изделие из этой доски в процессе эксплуатации в данных условиях. Такое значение влажности называется «равновесной влажностью», оно зависит от влажности и температуры окружающего воздуха.

Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель – влажность. Влажность древесины W – это отношение массы воды к массе сухой древесины, выраженное в процентах:

, (1)

где M – начальная масса образца древесины, г; Mo – масса образца абсолютно сухой древесины, г.

Элементный химический состав абсолютно сухой древесины всех пород практически одинаков:

– углерод от 49 до 50 %;

– кислород от 42 до 44 %;

– водород от 6 до 7 %;

– азот от 0,1 до 0,7 %;

– неорганическая часть от 0,1 до 2 % (зола, состоящая из окислов калия, кальция, натрия, магния, кремния и т. п.).

В абсолютно сухой древесине содержится (39÷58) % целлюлозы, (17÷34) % лигнина, (15÷38) % гемицеллюлозы и до нескольких процентов восков, смол, таннинов, жиров, эфирных масел.

На практике по степени влажности различают древесину:

– мокрую, W > 100 %, длительное время находившуюся в воде;

– свежесрубленную, W = (50÷100) %, сохранившую влажность растущего дерева;

– воздушно-сухую, W = (15÷20) %, выдержанную на открытом воздухе;

– комнатно-сухую, W = (8÷12) %, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;

– абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=(103±2) °C.

Сушка древесины – это процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности. Сушка древесины – очень сложный процесс, характер которого определяется одновременным протеканием ряда физических явлений, среди которых:

– теплообмен, т.е. передача тепла материалу от агента сушки или источника тепловой энергии;

– теплопроводность, т.е. перемещение тепла внутри материала;

– влагоотдача, т.е. испарение влаги с поверхности материала в окружающую среду;

– влагоперенос, т.е. перемещение влаги внутри материала [1, 2].

Работа проводилась по следующей схеме:

– анализ состояния вопроса процесса сушки древесины;

– выбор объекта исследования (образцы сосны толщиной 20, 30, 40, 50 мм);

– выбор режима сушки;

– определение зависимости влажности от толщины образца.

Исследования проводились для форсированной сушки, при таких режимах получается древесина с сохранением прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но со снижением прочности на скалывание и раскалывание на (15÷20) % и с возможным потемнением древесины.

Влажность древесины определяли прямым методом высушивания.

По результатам исследования был построен график (рисунок).

Рис. 1. Изменение влажности древесины в зависимости от толщины образца

В результате математической обработки были получены уравнения описывающие зависимость влажности W, %, от толщины образца d, мм, для различной продолжительности обработки (таблица).

Зависимость влажности от толщины образца

Продолжительность обработки τ, час Уравнение 10 20 30 40 50

Библиографическая ссылка

Надырова А.Р., Величкин П.С., Степанова О.А. ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;URL: http://www.eduherald.ru/ru/article/view?id=12031 (дата обращения: 25.09.2018).

Источники:

• tehnopost.kiev.ua
• 1poderevu.ru
• dekormyhome.ru
• www.eduherald.ru