Порядок проведения работы

1. Произвести раскрой березовых карандашей или обрезных сосновых досок (S  50 мм) на отрезки определенной длины; длина цилиндрических отрезков должна быть не менее пяти диаметров, а длина пластин – не менее пяти толщин.

2. Определить влажность опытных образцов весовым способом. Для этого при раскрое карандашей или досок на отрезки с обоих торцов образца вырезать на циркульной пиле по одной секции влажности толщиной 10…12 мм. Полученные секции надо пронумеровать, взвесить на технических весах с точностью 0,1 г, начальную массу записать на секциях, высушить в шкафу при температуре 103…105 °С до абсолютно сухого состояния и записать на секции их абсолютно сухую массу. По формуле определить влажность секций W ,%

W  m  mс 100, m_с

где m – начальная масса секции в сыром состоянии, г; ^m_с – масса секции в абсолютно сухом состоянии, г.

Среднюю влажность двух секций ^W_ср ^W1 ^W2 2 принять за начальную влажность опытного образца.

С целью сокращения времени на определение влажности весовым способом допустимо секции влажности вырезать толщиной 2…3 мм, а затем высушить их в шкафу влагомера ДИ-8. При этом время определения начальной влажности образцов сокращается.

3. Для закладки термопар в торце цилиндра (пластины) высверлить электродрелью гнезда глубиной 20…25 мм, диаметром 3…4 мм на расстоянии 1 4R, 1 2R, R от поверхности цилиндра (пластины), где R – радиус цилиндра или половина толщины пластины. Прикрепить к торцу образца крышку.

4. Проверить и записать температуру воды в бачке, а затем осторожно опустить образец (цилиндр, пластину) в бачок с водой так, чтобы вода не попала в просверленные гнезда. Ввести в гнезда образца термопары на полную глубину.

5. После установки образца и закрепления термопар включить потенциометр. Записать время начала отсчета. Снять показания всех термопар в начале нагревания, затем через каждые 6 мин в течение 1,0 часа. Записать показания в таблицу бланка отчета.

6. Используя исходные данные (порода, базисная плотность, размеры образца, температура воды, начальная температура и влажность древесины, безразмерные координаты заданных точек), рассчитать температуру в заданных точках для тех же моментов времени, для которых снимались показания в п. 5. По номограмме акад. А. В. Лыкова для цилиндра или пластины неограниченной длины (приложения 3 и 4), зная безразмерную ко-

ординату x R любой точки и критерий Фурье ^_Fo  Ra^₂ ^_, найти относи-



тельную избыточную температуру . Исходя из соотношения

  ttссtt0 или t  tс tс t0,

определить температуру в заданных точках (здесь ^t_с – температура воды в бачке, °С; ^t0 – начальная температура в заданной точке – показания потенциометра сразу же после погружения образца в воду, °С).

В формуле критерия Фурье:

a – коэффициент температуропроводности, м²/с;  – время нагревания, с; R – определяющий размер цилиндра или пластины, м.

Коэффициент температуропроводности a   c, где  – общий коэффициент теплопроводности древесины, Вт/(м · °С); c – удельная теплоемкость древесины, Дж/(кг · °С);  – плотность древесины, кг/м³.

Общий коэффициент теплопроводности определить по формуле

  _н ^kx ^k_,

где _н – номинальный коэффициент теплопроводности; ^k_x , ^k_ – коэффициенты, учитывающие направление теплового потока и базисную плотность древесины.

Зная влажность W и среднюю температуру древесины t_ср ^t_с ^t0 2, по диаграмме приложения 5 найти значение _н . Коэффи-

циенты ^k_x , ^k_ взять из табл. 1 и 2 приложения 5.

Удельную теплоемкость древесины найти по диаграмме приложения 6 для той же влажности W и средней температуры ^t_ср ^t_с ^t0 2.

Плотность древесины при заданной влажности W и базисной плотности _б найти по диаграмме приложения 7.

Коэффициент температуропроводности определить только один раз для начальных исходных данных (для упрощения задачи), а для определения значений критерия Фурье подставить соответствующую продолжительность нагревания (1  0 2  660 с 3 1260 с и т. д.).

Все расчеты по определению теоретической температуры в заданных точках удобно свести в таблицу (см. форму в бланке отчета). При 1  0; ^Fo1  0 1 1,0; ^t1  ^t0. Через 6 мин, т. е. при 2 критерий Фурье будет иметь другое значение. По номограмме найти 2, а затем подсчитать ^t2 и т. д.

7. Построить кривые изменения температуры в заданных точках нагреваемого (охлаждаемого) образца в координатах: время  в минутах или секундах – на оси абсцисс; температура t , °С – на оси ординат. Для каждой точки при определенной x R вычертить две кривые: одну – экспериментальную по результатам измерения, другую – теоретическую по результатам подсчета. Температурные кривые строить в координатной сетке на бланке отчета.

Выводы по результатам работы

Выводы по точности измерения и результатам подсчета сделать на основе сравнения температурных кривых: отметить совпадение или наибольшее расхождение экспериментальной и теоретической температурных кривых. Отметить возможные причины расхождения результатов.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4

ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СУШКИ

И СКОРОСТИ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ (ШПОНА)

Цель работы

Изучение физических закономерностей сушки древесины и особенностей сушки шпона путем построения кривых сушки и скорости сушки шпона.

Содержание работы

1. Экспериментальное определение изменения массы сырого образца древесины (шпона) в процессе сушки, определение начальной и текущей влажности образца древесины (шпона), построение экспериментальной кривой сушки образца древесины (шпона), т. е. построение кривой изменения его влажности по времени.

2. Построение кривой скорости сушки образца древесины (шпона) методом графического дифференцирования.

3. Определение критической точки перехода от периода постоянной скорости сушки к периоду падающей скорости сушки образца древесины (шпона). Определение продолжительности периодов по времени.

4. Анализ полученных результатов. Выводы по результатам работы.