Задача 6. В круглые лесоматериалы диаметром D, имеющие заболонь толщиной δ, влажностью W, введен под давлением раствор фтористого натрия на глубину ηВ круглые лесоматериалы диаметром D, имеющие заболонь толщиной δ;, влажностью W, введен под давлением раствор фтористого натрия на глубину η;. Пропитывающий раствор имеет концентрацию wс, величина поглощения равна П. После пропитки сортименты выдерживаются при температуре t в условиях, исключающих испарение влаги с их поверхности, в течение времени t. Определить поглощение фтористого натрия на внутренней границе заболони через время t. Исходные данные по вариантам представлены в таблице 6. Решение: 1. Определяем глубину зоны диффузии u по формуле:
где u – глубину зоны диффузии, м; d – толщина заболони, м; h – глубина зоны пропитки, м. 2. Концентрацию раствора в древесине в зоне пропитки под давлением (зона η;) определяем по формуле:
где w – концентрация раствора в древесине в зоне пропитки, кг/м3; wс – концентрация раствора в заданной точке, кг/м3; П – величина поглощения, кг/м3; ρб – базисная плотность древесины (см. табл.2), кг/м3; W – влажность древесины, %; Wп.н – влажность древесины при пределе насыщения клеточных стенок, % (принимается равной 30%).
3. Находим концентрацию на внутренней границе зоны пропитки:
где wη – концентрация раствора на внутренней границе зоны пропитки в древесине, кг/м3. 4. Концентрацию на внутренней границе заболони wδ рассчитываем в соответствии с формулой:
где wδ – концентрация раствора на внутренней границе заболони, кг/м3; D – коэффициент диффузии (формула в задаче 5), м2/с; t – время пропитки, с; е = 2,7183; u – глубина зоны диффузии, м. 5. Искомая величина поглощения определяется по формуле:
Таблица 5 Параметры пропитки и размеры древесины для решения задачи 5
Таблица 6 Параметры пропитки и размеры древесины для решения задачи 6
Список рекомендуемой литературы
1. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов / Е.К. Ашкенази. – М.: Лесная промышленность, 1978. – 224 с. 2. Ашкенази Е.К. Анизотропия механических свойств древесины и фанеры / Е.К. Ашкенази. – М.: Лесная промышленность, 1978. – 223 с. 3. Ашкенази Е.К. Прочность анизотропных древесных и синтетических материалов. / Е.К. Ашкенази. – М.: Лесная промышленность, 1966. –167 с. 4. Баженов В.А. Проницаемость древесины жидкостями и ее практическое значение / В.А.Баженов – М.: Изд-во АН СССР, 1952. – 82 с. 5. Боровиков А.М. Справочник по древесине / А.М.Боровиков, Б.Н.Уголев. – М.: Лесная промышленность, 1989. –296 с. ISBN 5-7120-0137-3 6. Бывших М.Д. Защитная обработка древесины / М.Д. Бывших, Н.И.Федоров. — М.: Лесная промышленность, 1981. – 144 с. 7. Калниньш А.Я. Консервирование древесины / А.Я.Калниньш. М.: Гослесбумиздат, 1962. – 146 с. 8. Кармадонов А.Н. Дефектоскопия древесины / А.Н.Кармадонов. – М.: Лесная промышленность, 1987. – 115 с. 9. Кречетов И.В. Сушка древесины / И.В.Кречетов. – М.: Лесная промышленность, 1980. – 432 с. 10. Лакатош Б.К. Дефектоскопия древесины / Б.К.Лакатош. – М.: Лесная промышленность, 1966. – 188 с. 11. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела / С.Г. Лехницкий. – М.: Наука, 1977. – 415 с. 12. Михайличенко А.Л. Древесиноведение и лесное товароведение / А.Л. Михайличенко, Ф.П. Садовничий. — М.: Высшая школа, 1991. – 190 с. 13. Михайличенко А.Л. Древесиноведение и лесное товароведение / А.Л. Михайличенко, И.С. Сметанин. — М.: Лесная промышленность, 1987. – 224 с. 14. Пейч Н.Н. Сушка древесины / Н.Н.Пейч, Б.С.Царев. – М.: Высшая школа, 1975. – 224 с. 15. Полубояринов О.И. Плотность древесины: Учебное пособие / О.И.Полубояринов. – Л.:РИО ЛОЛЛТА, 1973. – 77 с. 16. Савков Е.И. Механические свойства древесины / Е.И. Савков. – М.: Лесная промышленность, 1965. – 63 с. 17. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С.Серговский, А.И.Расев. – М.: Лесная промышленность, 1987. – 360 с. 18. Соболев Ю.С. Древесина как конструкционный материал / Ю.С.Соболев. – М.: Лесная промышленность, 1979. – 248 с. 19. Справочное руководство по древесине / М.: Лесная промышленность,1979. – 544 с. 20. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения / Б.Н.Уголев. – М.: МГУЛ, 2004. – 340 с. 21. Федюков В.И. Основы квалиметрии и управления качеством лесоматериалов спецназначения (на примере резонансной древесины с уникальными акустическими сойствами): Учебное пособие / В.И.Федюков. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2000. – 184 с. ISBN 5-8158-0082-1 22. Физика древесины: Учебное пособие / составитель Н.В. Рыжова. – Кострома: Изд-во КГТУ, 2009. – 75 с. 23. Физика древесины: методические указания к лабораторным работам / составитель Н.В. Рыжова. – Кострома: Изд-во Костромского государственного технологического университета, 2008. – 20 с. 24. Хухрянский П.Н. Прочность древесины / П.Н. Хухрянский. — М.: Гослесбумиздат, 1955. – 154 с.
Номера вопросов и варианты заданий
Обратите внимание при решении задач Задача 1. Формула дана для нахождения воды в 1 м3. Задача 2. Решение заключается только в перемножении коэффициентов на плотность. Задача 3. На диаграмме рис.1 по горизонтали откладываете температуру и ведете перпендикуляр вверх до пересечения с кривой «Перегретый пар при давлении 0,1 МПа», находите условную (равновесную) влажность по кривой Wр. Например: при t = 165°C, Wр = 0,5%. Ответ в виде одного значения. Задача 4. Находите равновесную влажность по диаграмме рис.1, по горизонтали откладываете температуру, по вертикали откладываете относительную влажность воздуха (φ;), на пересечении находите условную (равновесную) влажность по кривой Wр. Действие 2: Находите безразмерную влажность Q¢;. Действие 3: Находите предварительное время сушки (tS1), ответ будет в секундах. Обратите внимание в формулу S1 надо подставить в см, а в данных таблицы она дана в мм. Коэффициент влагопроводности древесины поперек волокон (а¢;) находите по диаграмме рис.2, по горизонтали откладываете температуру и ведете перпендикуляр вверх до пересечения с диагональю, номер которой определяется по породе (С – сосна, Е - ель, Б - береза, Бк – бук, Л - лиственница, Д – дуб). Рисунок плохо отсканировался, значение а¢; надо умножить на 10-6. Действие 4: Находите окончательное время сушки (tок), ответ будет в секундах. Поправочный коэффициент (Сt) находите по диаграмме рис.3. Окончательное время сушки переводите в минуты, часы и сутки. Задача 5. Действие 1: В нечетных вариантах антисептик содержит фтор, в четных мышьяк. Действие 2: Находите два диффузионных критерия Фурье, для толщины и ширины. Обратите внимание время (t) в формулу надо подставить в секундах, а в данных таблицы она дана в сутках, размер образца в формулу надо подставить в метрах, а в данных таблицы она дана в мм, в формулу надо подставить половину размера образца. Действие 3: По номограмме рис. 4, находите две безразмерные концентрации. По горизонтали откладываете 1,0, по кривой F0 откладываете сначала F0b, находите для ширины Qb, а потом также для толщины. Если обе безразмерные концентрации равны 1,0, то одну из них берете за 0,99. Действие 4: Находите безразмерную концентрацию по формуле 2.3. Действие 5: Находите концентрацию раствора в заданной точке по формуле 2.4. Действие 6: Находите величину поглощения (П) по формуле 3. Задача 6. Действие 1: Находите глубину зоны диффузии. Обратите внимание размеры в формулу надо подставить в метрах, а в данных таблицы они даны в см. Действие 2: Находите концентрацию раствора в древесине в зоне пропитки по формуле 2. Действие 3: Находите концентрацию на внутренней границе зоны пропитки по формуле 3. Действие 4: Находите коэффициент диффузии D по формуле1.2 задачи5. Действие 5: Находите концентрацию на внутренней границе заболони по формуле 4. Действие 6: Находите величину поглощения (П) по формуле 5.
|
