1.1 Удельная теплоемкость древесины
Удельная теплоемкость древесины С, кДж/кг оС, показывает количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг древесины на 1 оС. Она зависит от температуры и влажности древесины. Определяется она по диаграмме (рисунок 1).
Определение удельной теплоемкости древесины необходимо при проведении расчетов затрат тепловой энергии на нагревание древесины. В зависимости от начальной температуры древесины (выше или ниже 0 оС) расчеты проводят по-разному. При начальной температуре выше 0 оС затраты тепла на нагревание древесины рассчитываются по следующей формуле:
Q
=
w(tк
- tн)
,
(1.1)
где – теплоемкость, средняя для начальной tн (Сн) и конечной температуры tк (Ск)
;
(1.2)
Рисунок 1 – Диаграмма удельной теплоемкости древесины
При начальной температуре древесины ниже 0 оС затраты теплоты на нагревание древесины складываются из трех составляющих: затраты тепла на нагревание замороженной древесины от начальной температуры tн до 0 0С, на плавление льда при 0 0С, на нагревание оттаявшей древесины от 0 0С до требуемой конечной температуры tк. При этом необходимо учитывать, что при 0 0С у древесины две теплоемкости. Расчет производится по следующей формуле:
,
(1.3)
где
(-)
– средняя
удельная теплоемкость в отрицательном
диапазоне температур
;
(1.4)
Рисунок 2 – Диаграмма плотности древесины
(+) - средняя удельная теплоемкость в положительном диапазоне температур
;
(1.5)
ρб - базисная плотность древесины, кг/м3, (пихта - 300; кедр - 350; ель - 360; сосна, осина - 400; лиственница, бук - 525; дуб, ясень - 550 кг/м3).
r0 - скрытая теплота плавления льда, (r0 = 335 кДж/кг);
W - влажность древесины, %;
Wн.з. - количество незамерзшей влаги в древесине при отрицательной начальной температуре, % (определяется по таблице 1.1).
Таблица 1.1 - Содержание незамерзшей влаги в древесине Wн.з.
t н., 0С |
-50 |
-40 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
Wн.з., % |
12 |
14 |
15 |
17 |
18 |
20 |
23 |
27 |
В расчетах начальную температуру tн следует принимать по абсолютной величине.