Искусство влагометрии твердых и сыпучих материалов

скачать книгу бесплатно


На рис. 5.3. Показана зависимость прочности клеевого скрепления от влажности древесины.

Рис. 5.3. Зависимость прочности клеевого скрепления от влажности древесины.

Ниболее высокая прочность имеется у древесины с влажностью 8±2 %.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ влагометрии рассмотрим на анализе зависимости продолжительности сушки и ее стоимости. Эта зависимость условная, так как в настоящее время цены имеют значительные колебания. Параметры сушки также имеют отклонения, что усложняет расчеты

График дает наглядное представление значимости завершающего этапа процесса сушки, наиболее дорогого и ответственного.

На рис. 5.4. представлена диаграмма в четырех квадратах. В первом квадранте представлена зависимость влажности и продолжительности сушки. Кривая выражается в виде экспоненты. В начале процесса сушки при удалении свободной влаги с высоким влагосодержанием кривая имеет резко выраженную крутизну. По мере вытеснения влаги процесс замедляется. На конечной стадии он переходит в плавную почти прямую имеющую небольшой наклон. В 4 квадранте дается приближенная связь времени и стоимости затрат на сушку.

Рис. 5.4. Зависимость продолжительности сушки и стоимости

Хотя и принято считать, что время – это деньги, однако же нельзя представлять, что эта зависимость будет иметь линейный характер. Скорее всего она будет иметь также нелинейный параболический характер. Это можно объяснить тем, что в начальном периоде сушки затраты будут значительно ниже, так как влага интенсивно выходит при переходе к конечной стадии необходимо повышать температуры и качество сушильного агента. Это естественно потребует еще больше энергетических затрат. Таким образом опираясь на эти две кривые мы можем построить кривую зависимости влажности и стоимости затрат.

Анализируя полученную кривую, мы видим, что основные затраты падают на конечную стадию процесса сушки. Поэтому измерение влажности в конечной стадии является важнейшим моментом для реального определения стоимости затрат и позволяет повысить точность оценки сушки.

6. Деформативность древесины

Из книг Б. Н. Уголева по развитию напряжений в древесине при сушке. При разрешении различных конфликтов при определении показателей качества древесины необходимо учитывать деформативность древесины и причины, связанные с влагообразованием. Процесс сушки древесины протекает при неравномерном распределении влажности по всему объему материала. Наличие неравномерного поля влажности, возникающего с самого начала процесса, приводит к созданию неоднородного деформированного состояния из-за неравномерной усушки и является первопричиной образования внутренних напряжений. Внутренние напряжения рассматриваются как совокупность – влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала, обусловленной в свою очередь неравномерным распределением в нем гигроскопической влаги. Эти напряжения, обусловленные упругими деформациями, относятся к категории временных; они исчезают при выравнивании влажности по объему (сечению) сортимента.

Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения имеют место во время сушки и после ее полного завершения при выровненной по сечению доски влажности.

Поэтому не всегда деформация в древесине будет происходить по вине недосушки и имеющегося перепада по влажности, что часто ставится в вину тем, кто поставляет и использует древесину. В процессе деформирования заложен более сложный механизм, чем это кажется на первый взгляд и бытующее мнение о значимости влажностных напряжений значительно преувеличено.

На рис. 6.1.показана диаграмма изменения влажности и напряжений в процессе сушки древесины. Мы видим, что влажностные напряжения в процессе выхода влаги из древесины сводятся к нулю, а в то же время остаточные напряжения остаются и уменьшаются до конечной величины.

Рис. 6.1. Диаграмма изменения влажности и напряжений в процессе сушки пиломатериалов.

Таким образом во втором периоде сушки остаточные напряжения превышают влажностные и результирующие полные напряжения, имея знак большей составляющей, стремятся к величине остаточных напряжений.

7. Влажность и реклама

В средствах массовой информации часто поставщики пилопродукции, стремясь выразить свою индивидуальность, некорректно рекламируют свою продукцию. Тем самым они неосознанно подрывают престиж российского качества, так как эта информация анализируется на мировых интеллектуальных рынках. Не стремясь дискредитировать своих коллег, мы представляем свой взгляд на такую рекламу.

7.1. Все доски абсолютно сухие. Такие доски можно получить, если сушить согласно методик по определению влажности при температуре 102 град до постоянного веса, удалив всю связанную влагу. В этом случае при механической обработке такие доски впоследствии наберут влагу до эксплуатационной. Это сильно повлияет на шероховатость и чистоту поверхности. Такая технология создает значительные неоправданные затраты на сушку и передержку древесины, так как процесс вытеснения оставшейся влаги очень длительный.

7.2. Качество отличное

Необходимо знать, что существует 5 категорий качества сушки, которые определяются соответствующими влагомерами.

Если на данном предприятии нет таких приборов, то ни о каком отличном качестве не может быть и речи.

7.3. Пиломатериалы прямо из сушки. В них влага распределена неравномерно и имеют место значительные напряжения.

7.4. Гарантированный процент влажности. Такое условие практически невыполнимо. Так как даже при подготовке образцов для градуировки невозможно заранее создать образцы с требуемой влажностью. Влажность взаимосвязана с плотностью. Кроме того, при таких операциях, проводимых в лабораторных условиях, древесину сперва высушивают до 0 % влажности и затем увлажняют, добавляя требуемую влагу.

8. Ошибки при измерении влажности

В практике подобного бизнеса имеют место конфликтные ситуации, связанные с измерением влажности из-за того, что пользователи измеряют разными влагомерами. Рассмотрим и проанализируем характерные ситуации, корректировка которых поможет найти компромисс.

Исследования технологии контроля с Ивлаг показывает, что одни измеряют влажность только с торцов и по поверхности штабеля. Другие делают несколько замеров и полагают, что этого достаточно для определения средней влажности в партии. Последние ближе к истине, но и они не правы. Третьи полагают, что ИВлаг не обладают Погр и являются образцовыми для всех остальных. Естественно, что и они не правы.

Главная ошибка состоит в том, что пользователи недостаточно полно представляют характер распределения влажности в древесине и тем более взаимодействие чувствительных элементов Влаг с древесиной. Это было связано с тем, что традиционно разработчики влагомеров не представляли реальную картину процесса измерения. Но развитие конкуренции и ее ужесточение потребовало расширения знаний в этой части не только разработчиков, но и пользователей.

8.1. Для любого Влаг в Техническом описании (ТО) приводится основная абсолютная погрешность (Погр), измерямая в процентах влажности, например, ? = ±2,0 %. Это означает, что при соблюдении нормальных условий эксплуатации влагомеров ошибка измерения с вероятностью Р=0,95 окажется в пределах

? = ±2,0 %.

Иногда приводится абсолютная среднеквадратическая Погр. Для приведенного примера она будет ±1,0 %. и означает, что с вероятностью 0,68 ошибка не превышает ±1,0 %.

Часто вместо этой Погр в зарубежных Влаг указывается: Resolution: 0,1 % М. С.

Это показатель разрешающей способности Влаг. Он никакого отношения к Погр не имеет. Он показывает аппаратурную Погр при подключении имитатора влажности, который рекомендует фирма-изготовитель данного Влаг. Использование такого имитатора для другого влагомера уже непригодно.

8.2. Диапазон измерения – это область влажностей для которых приведена основная Погр. Если Погр не определена для какого-либо диапазона, это должно быть оговорено словами " не нормируется" либо какими-нибудь другими словами.

При приобретении покупателями игольчатого Влаг (ИВлаг), т. е. такого у которого влажность определяется по электрическому сопротивлению древесины, необходимо знать, что эти Влаг по своему принципу не могут измерять влажность ниже 8 %. Если в паспорте указан, например, диапазон (4–60)%, то стоит усомниться в достоверности характеристики. Для измерения влажности в диапазоне от 0 % и выше пригодны диэлькометрические, инфракрасные, сверхвысокочастотные и некоторые другие Влаг.