Науковий вісник НЛТУ України (Nov 2017)
ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ ХІМІЧНОГО ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНОГО ЗВ'ЯЗКУ ВОЛОГИ З ДЕРЕВИНОЮ НА КІНЕТИКУ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ
Abstract
Розглянуто питання впливу на процеси зволоження і сушіння деревини хімічного та фізико-хімічного зв'язку вологи з деревиною. Виявлено, що найбільш складніші фізико-хімічні явища відбуваються з деревиною в разі зміни її початкової вологості, а подальше насичення стінок капілярів деревних стінок водою приводить до утворення зв'язаної вологи. Деревина має складний хімічний вміст і будову, а вода – специфічну структуру. У процесі взаємодії змінюються властивості обох компонентів: деревинна речовина переходить від склоподібного в колоїдний стан, а вода з вільного стану у зв'язаний. Окрім цього до зв'язаної вологи в колоїдних матеріалах не можна застосовувати закони капілярних явищ, гідростатики і гідродинаміки тому, що вона знаходиться в адсорбційному зв'язку з деревиною. Процес зв'язування вологи (рідини) з колоїдним тілом на першій стадії є аналогічним до змішуванням двох рідин з різною молекулярною вагою. Під час поглинання рідини колоїдним тілом виділяється деяка кількість тепла (теплота набухання) аналогічно до виділення тепла під час розчинення спирту чи сірчаної кислоти у воді. Користуючись законом збереження енергії і маси речовин, можна встановити взаємозв'язок середніх інтегральних значень вологовмісту і температури з інтенсивністю тепло- і масообміну, а відповідно – і зі швидкістю сушіння у вигляді балансу тепла.Згідно із законом збереження енергії, все тепло, яке підводиться до тіла, дорівнює теплу, яке йде на випаровування вологи і тому, що йде на нагрівання тіла. Видалення зв'язаної вологості відбувається в період заповільнення швидкості сушіння. Інтенсивність сушіння та інтенсивність теплообміну з протягом часу безперервно зменшується. Зміна інтенсивності сушіння відбувається за складною закономірністю, яка визначається формою зв'язку вологи з матеріалом і механізмом переміщення тепла і вологивсередині матеріалу. Виведено основне рішення кінетики – швидкість процесу сушіння зв'язаної вологи, яке можна використовувати для будь-яких деревних матеріалів і будь-якого способу сушіння. Вирішення питання впливу на технологічні процеси форм зв'язку вологи з деревиною залежить від двох аспектів: складності хімічної будови деревинної речовини та складних унікальних властивостей води, що є у деревині.
Keywords
