Влагопроводность ядровой древесины сосны в стволе дерева

В статье рассмотрен процесс перемещения влаги в древесине в процессе её гидротермической обработки. Получение качественно высушенного материала с минимальными внутренними напряжениями возможно на основе сведений о величине тока влаги в древесине, выражаемой через коэффициент влагопроводности. На коэффициент влагопроводности большое влияние оказывает температура, с повышением которой его величина существенно возрастает. На интенсивность тока влаги в древесине оказывают влияние порода, направление тока влаги и место расположения древесины в стволе дерева. Имеющиеся сведения о влагопроводности древесины не учитывают изменчивость плотности древесины по высоте ствола дерева и представлены для комлевой части ствола. Определение коэффициента влагопроводности установлено в радиальном и тангенциальном направлении для ядровой древесины сосны с учетом высоты ствола методом стационарного тока влаги. Экспериментально установлено повышение величины коэффициента влагопроводности древесины сосны по высоте ствола в средней его части в 1,6 раза, а в вершинной – в 2,05 раза по сравнению с комлевой. Интенсивность тока влаги в радиальном направлении выше, чем в тангенциальном, в древесине из комлевой части ствола в среднем на 14,0%, из средней части ствола – на 5,0%, а из вершинной – на 16,0% независимо от температуры среды. Полученныезакономерности об изменчивости коэффициента влагопроводности древесины сосны по высоте ствола показывают целесообразность проведения предварительной сортировки древесины перед гидротермической обработкой с учетом местоположения её в стволе дерева. Это позволит оптимизировать процессы высыхания и увлажнения древесины, обосновать рациональные режимы камерной и атмосферной сушки.

1. Алпаткина Р.П. О влагопроводности древесины важнейших отечественных пород // Деревообр. пром-сть. 1967. № 9. С. 12–14.

2. Арциховская Н.В. Исследование влагопроводности древесины // Труды института леса. 1957. Т. 9: Вопросы древесиноведения. С. 127–157.

3. Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е., Агафонов А.С. Конвективная сушка пиломатериалов на основе управляемого влагообмена // ИВУЗ. Лесной журнал. 2022. № 1(385). С. 166–172. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-166-172.

4. Гостеев Ю.А., Коробейников Ю.Г., Федоров А.В., Фомин В.М. Экспериментальное определение влагопроводности образцов из сосны в продольном направлении при конвективной сушке // Прикладная механика и техническая физика. 2003. Т. 44. № 3. С. 117–123.

5. Зарипов Ш.Г., Корниенко В.А. О влагообменных процессах при конвективной сушке в камерах периодического действия лиственничных пиломатериалов // Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. 39. № 1. С. 60–65.

6. Михайлова Ю.С., Платонов А.Д., Снегирева С.Н., Киселева А.В., Мозговой Н.В. Определение минимальной высоты источника выбросов из камеры при сушке древесины бука // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 9. №4 (36). С. 117–125.

7. Платонов А.Д., Волошин С.И., Снегирева С.Н., Киселева А.В., Мозговой Н.В., Сафонов А.О. Влагопроводность древесины яблони // Лесотехнический журнал. 2019. Т. 8. №4 (32). С. 181–187.

8. Платонов А.Д., Снегирева С.Н., Кантиева Е.В., Бондаренко В.С., Киселева А.В. Влагопроводность древесины сосны, поврежденной пожаром, при атмосферной сушке // Перспективные ресурсосберегающие технологии развития лесопромышленного комплекса: матер. межд. науч.-практ. конф. мол. уч. и студ. Воронеж, 2023а. С. 126–129. DOI: 10.58168/R-STDTIC2023_126-129.

9. Платонов А.Д., Снегирева С.Н., Кантиева Е.В., Киселева А.В. Влагопроводность ядровой древесины сосны, поврежденной сильным низовым и беглым верховым пожаром // Лесотехнический журнал. 2023б. Т. 13. № 4 (52). Ч. 1. С. 191– 208. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2023.4/12.

10. Рудак А.Г., Снопков Б.В. Исследование влагопроводности древесины сосны в различных структурных направлениях // Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность. 2010. № 2. С. 180–183.

11. Сапожников И.В., Скуратов Н.В., Алексеева И.И., Самойленко Д.А., Мамонтов М.П., Матвеева К.А. Определение коэффициента влагопроводности при низкотемпературной сушке древесины // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2016. № 4. С. 34–39.

12. Серговский П.С. Расчет процессов высыхания и увлажнения древесины. М.: Гослесбумиздат, 1952. 75 с.

13. Скуратов Н.В., Усов Д.В., Сергеев И.Г. Паропроницаемость и влагопроводность термически модифицированной древесины ясеня // Ежегодная нац. научтех. конф. проф.-преп. состава, асп. и студ. Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана по результатам НИР за 2021 г. Красноярск, 2022. С. 113–115.

14. Сотникова М.А., Соколова В.А. Разработка методов и процессов обезвоживания древесины и древесных отходов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: матер. XVII Междунар. науч.-технич. конф. Вологда: ВоГУ, 2019. С. 178–181.

15. Afshari Z., Malek S. Moisture Transport in Laminated Wood and Bamboo Composites Bonded with Thin Adhesive Layers – a Numerical Study // SSRN Electronic Journal. 2022. DOI: 10.2139/ssrn.4026076.

16. Chiniforush A.A., Valipour H., Akbarnezhad A.A. Water vapor diffusivity of engineered wood: Effect of temperature and moisture content // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 224. P. 1040–1055.

17. Eitelberger J., Hofstetter K. Prediction of transport properties of wood be-low the fiber saturation point – A multiscale homogenization approach and its experimental validation. Part II: Steady state moisture diffusion coefficient // Composites Science and Technology. 2011. Vol. 71, iss. 2. P. 145–151.

18. Hofstetter A. K., Eitelberger J. Сomprehensive model for transient moisture transport in wood below the fiber saturation point: Physical background, implementa-tion and experimental validation // International Journal of Thermal Sciences. 2011. Vol. 50, iss. 10. P. 1861–1866.

19. Platonov A.D., Snegireva S.N., Drapalyuk M. V., Novikov A.I., Kantieva E.V., Novikova T.P. Wood Quality along the Trunk Height of Birch and Aspen Growing in the Restoring Forests of Central Russia // Forests. 2022. Vol. 13 (11), no. 1758. DOI: 10.3390/f13111758.

20. Snegireva S.N., Platonov A.D., Kiseleva A.V., Kantieva E.V. Variability of the hardness of pine wood damaged by strong grassroots and rampant riding fire // Forestry Engineering Journal. 2022. Vol. 11, no. 4. P. 79–87. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2021.4/7.

21. Tyukavina O., Gudina A. Heating capability of postpyrogen pine wood // Forestry Engineering Journal. 2020. Vol. 10, no. 2. P. 188–195. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.2/19.

22. Zhan T., Sun F., Lyu C., He Q., Xu K., Zhang Ya., Cai L., Huang Zh., Lyu J. Moisture diffusion properties of graded hierarchical structure of bamboo: Longitudinal and radial variations // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 259, no. 119641. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.119641.