Programy Siergowskiego. Oparte o właściwości drewna określające między innymi wpływ wilg. i temp. na właściwości mechaniczne. Są opracowane w formie tabel. Są trzy podziały suszenia : I - ostrożne, zachowanie wł. mech., barwy, rysunku. II - normalne, możliwy spadek wł. mech. o 1-5%. III - intensywne, najniższe klasy jakości, bez zachowania wł. wytrzymałoś., rysunku, barwy. W zależności od grubości, gatunku i rodzaju suszenia dobieramy numer programu. Programy te dzielą okres właściwego suszenia na trzy etapy obejmujące odpowiednie zakresy zmniejszającej się wilg. drewna w suszarni. I - od wilg. początk. do 30%, II - od 30% - 20%, III - od 20% - wilg. końcowej drewna Etap pierwszy odbywa się przy stałych wartościach parametrów powietrza w suszarce przy czym wartości te ustalone w wyniku badań zapewniają nie przekroczenie przez naprężenia de sorpcyjne wytrzymałości drewna na rozciąganie w poprzek włókien. Etap drugi - rozpoczyna się po osiągnięciu przez drewno wilg. śr. 30% - podwyższa się temp. powietrza o 3 - 5⁰C, a wilg. wzgl. obniża się o 10 - 12%.. Etap trzeci - podwyższenie temp. o 15 do 30⁰C, oraz obniżenie wilg. wzgl. powietrza o wartość 25 - 35% (w zależności od rodzaju drewna i klasy intensywności procesu).. Programy Keylwertha. Program analizujący tzw. gradient suszenia (iloraz wilgotnościowy), a zatem wielkości pozwalającej syntetycznie porównywać różne warunki suszenia dla tego samego rodzaju grubości i wilg. bieżącej suszonego drewna. Za gradient suszenia uważa się iloraz średniej wilgotności bieżącej drewna do wilg. równoważnej drewna. Iw=W/Wr, w - średnia wilg. bieżąca suszonego drewna; w_r - w_r = f(ϕ,t) - wilgotność równoważna drewna; I_w - gradient suszenia; Porównanie przebiegu wartości gradientu suszenia w różnych programach jako funkcji wilg. bieżącej suszonego drewna pozwala na analizowanie porównywalnych programów w ujęciu dynamicznym, niezależnie jednak od czasu suszenia, który może być różny dla poszczególnych programów suszenia. P. Villier'a Program w formie wykresów dla każdej gęstości w zależności od grubości.

VILLIERA Kryterium wyjściowym wyboru odpowiedniego wykresu stanowi gęstość drewna wg której Villier podzielił najczęściej stosowane w produkcji rodzaje drewna na 4 grupy i dla każdej opracował 2 pogramy jeden dla tarcicy cienkiej(15-50 mm gr.) i drugi dla tarcicy grubej (55-90 mm gr.). Charakterystyczna cecha dla programu Viliera jest stała temp. powietrza (jednorazowo podwyższana w procesie suszenia o 2-3 ^oC. po osiągnięciu przez drewno wilg. około 30) sięgająca w najostrzejszym programie do wartości 65 ^oC.

P. Villier'a znane są w postaci 8 wykresów przedstawiających przebieg temp. i wilg. względnej powietrza w funkcji bieżącej wilgotności suszonego drewna oraz przewidywanego czasu suszenia. Kryterium wyjściowe wyboru odpowiedniego wykresu (programu) stanowi gęstość drewna, wg której Villier'e podzielił najczęściej stosowane w produkcji rodzaje drewna na cztery grupy i dla każdej opracował 2 programy : jeden dla tarcicy cienkiej (od 15 do 50mm grubości) i drugi dla tarcicy grubej (od 55 do 90mm gru). Charak cechą dla p. Villier'a jest stała temperatura powietrza (jednorazowo podwyższana w procesie suszenia o 2-3⁰C po osiągnięciu przez drewno wilg. ok. 30%) sięgająca w najostrzejszym programie do wartości 65⁰C. Są to programy oparte o czas suszenia. ZALETY - łatwość przeprowadzania. WADY - zbyt długi czas suszenia, mało oszczędny, zbyt łagodny w porównaniu z programami normalnymi Siergowskiego, nie uwzględniona jest możliwość znacznego zaostrzenia warunków wysychania tarcicy w suszarni w momencie zaniku naprężeń desorpcyjnych w drewnie. Proces suszenia: I) obróbka wstępna - cel 1): równomierne nagrzanie drewna do równomiernej temp. na całym przekroju poprzecznym. Ta temp. musi być wyższa od temp. początkowej okresu suszenia o ok. 5-10*C 2)nawilżenie warstw przypowierzchniowych. 3) zabicie tkanki miękiszowej, 4) sterylizacja drewna. Czas trwania obróbki wstępnej igl i liś miękkie 30min na 1cm grubości suszone dr dla liś twardych ok. 1h na 1cm gru. dr. II) Susz właściwego - cel wysuszenie drewna do wilgoci niższej od 2-3% niż wymagana wilgotność końcowa. III)Obróbka wyrównawcza- cel zlikwidowanie lub zmniejszenie naprężeń cząstkowych jakie pozostają po okresie suszenia drewna. Obniżenie temp. w komorze a żeby można było wyciągnąć drewna, żeby nie popękało. 1) temp. w suszarni wyższa od 5-10*C 2) względna wilgotność powietrza zbliżona do 100%. 3) względna wilgotność powietrza dobieramy z tabel w taki sposób a żeby wilgotność byłą wyższa od 3do 4% od wilgotności końcowej Czas trwania obróbki wyrów dla wilgotność 100% wynosi 5-8% czasu trwania okresu właściwego suszenia , dla iglastych i liściastych miękkich 1h na 1cm grubości suszonego drewna, dla liściastych twardych 1,5-2h na 1cm grubości suszonego drewna.

Wilgotność powietrza bezwzględna masa pary wodnej w jednostce objętości powietrza. Wilgotność powietrza względna - stosunek ilości pary wodnej zawartej w powietrzu do ilości nasycającej powietrze w danej temp. Wilgotność względna drewna -stosunek masy wody w drewnie do masy drewna w stanie wilgotnym. Wilgotność bezwzględna drewna - stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna w stanie w stanie zupełnie suchym. Wilgotność równowagowa- osiągana przez drewno, kiedy ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu jest równe ciśnienie cząstkowemu pary wodnej na powierzchni drewna. Gradient wilgotności- zmiana wilgotności przypadająca na jednostkę grubości lub długości tarcicy np. różnica wilgotności w suszonym drewnie występująca między wilgotnymi warstwami środkowymi i bardziej suchymi warstwami zewnętrznymi. Gradient suszenia : J= Wb/Wr= wilgotność bieżąca/ wilgotność równoważna. Wskaźnik mówiący o intensywności procesu suszenia . Warunkiem koniecznym wysuszenia jest wilgotność powietrza niższa niż 100%, a wystarczającym jest stan nierównowagi termodynamicznej. Wilgotność równowagowa powietrza musi być niższa niż wilgotność równowagowa drewna wilgotność drewna 30%. Jeżeli wilgotność drewna jest większa niż 30% to spełnić należy tylko warunek konieczny. Niestety pojawiający się gradient wilgotności -powoduje zróżnicowanie procesu suszenia od kierunku badania próbki. Z warstw głębszych siłą napędową usuwania wilgotności jest różnica prężności pary oraz gradient ciśnienia kapilarnego. Woda w miarę suszenia przemieszcza się do kapilar o większej średnicy, aż do momentu wypełnienia największych mikrokapilar. Stąd wynika, że im niżej zalega woda (w mniejszych mikrokapilarach) tym mniejszy stopień wysuszenia drewna. Przy małej ilości wody menisk kapilary jest maksymalnie wklęsły i dąży do jak największej kondensacji wody z powietrza i chce pobierać wodę z mikrokapilar, gdzie menisk jest bardziej płaski (w warstwach głębszych). Im trudniej wysuszyć drewno tym łagodniejszy proces suszenia należy zastosować. Im większa gęstość tkanki drzewnej, tym trudniejsze drewno do suszenia, także gatunki pierścieniowo naczyniowe trudno się suszy (dąb, jesion, grochodrzew, wiąz). Biel łatwiejszy do suszenia od twardzieli. Z rodzaju rozpierzchłonaczyniowych największą gęstość ma grab i buk.

Metoda psychrometryczna: -dwa termometry: suchy i mokry (suchy wskazuje temp wyższą mokry niższą bo parująca woda pobiera ciepło na parowanie). Im mniejsza wilgotność względna powietrza tym większe parowanie i różnica psychrometryczna też jest większa. Psychrometr Augusta: dwa termometry (suchy i mokry) -najprostszy psychrometr obarczony błędem, dostosowany do przepływu powietrza o prędkości 0,5 m/s. Psychrometr Asmana: dwa termometry (suchy i mokry). Wzdłuż termometrów przepływa powietrze z prędkością 2,5 m/s co zmniejsza błąd pomiarowy. Stosowany do temp 50 st C, powyżej tej temp promieniowanie cieplne osłon zakłóca pomiar. Metoda higrometrem włosowym: ze wzrostem wilgotności powietrza wzrasta wymiar liniowy włosa. Zaletą jest ciągły pomiar bezwzględnej wilgotności powietrza nawet poniżej 0 st C. Wadą jest bardzo duży błąd pomiarowy, nie można stosować powyżej 50 st C, ponieważ włos ludzki zawiera białko, które powyżej tej temp ulega przemianą. Pomiar za pomocą higrometru punktu rosy -powietrze schładza się do temp punktu rosy, gdzie wilgotność powietrza wynosi 100%. A wilgotność bezwzględna ϕ=Psr/Pso gdzie Psr- ciśnienie powietrza w punkcie rosy, Pso -ciśnienie otoczenia. Warstwa monomolekularna -przy temp 20 C i wilgotności 21% na wew powierzchni drewna tworzy się warstwa składająca się z cząstek wody. Adhezja monomolekularna (polimolekularna -5 warstw cząsteczek wody) ustaje przy wilgotności powietrza 60% i zaczynają się tworzyć w kapilarach lustra wody. Każdy nadmiar pary wodnej po zrównaniu się prężnością pary nad meniskiem skrapla się ,aż do momentu nasycenia włókien. Kondensacja kapilarna -tworzy wodę związaną, drewno dzięki temu może w powietrzu uzyskać co najwyżej stan wysycenia włókien, aby zwiększyć wilgotność drewna należy je namoczyć.

Sposoby obniżania Wr można podzielić na 3 rodzaje:1)Metoda ta polega na utrzymywaniu stałej temp i obniżaniu ϕ, stosowana w przeszłości ze względu na prostotę sterowania wilgotnością ϕ.2)Ta metoda jest tylko teoretycznie możliwa do wykonania, gdyż aby otrzymać Wr rzędu 4-5% należałoby podnieść temp bardzo wysoko a nie jest to możliwe gdyż suszenie konwekcyjne odbywa się w temp 30-90 C.3)Wariant mieszany-najbardziej efektywny.Im wyższa temp tym więcej powietrze może przejąć wilgoci, tym samym można osiągnąć bardzo niską wartość Wr.Przy ϕ=1 (100%) nie ma warunków do suszenia. Im niższa wartość ϕ tym więcej wilgoci może przejąć powietrze. Wartość Wr jest obniżana wg określonych programów suszenia, które mają postać tabeli lub wykresu. W nowych programach podawana jest wartość temp i Wr a czasami także wartość gradientu suszenia Gr=W/Wr. Suszenie w I fazie jest łatwe ze względu na usunięcie wody, ale trudne ze względu na prędkość suszenia (II faza jest odwrotna). Suszenie w I fazie musi być odpowiednio zaprojektowane.Termodyfuzja-ruch wody w suszonym materiale wywołany strumieniem ciepła. Podczas termodyfuzji kierunek przepływu wilgoci zgodny jest z kierunkiem przepływu ciepła. Dyfuzja-proces przenikania jednego ciała w drugie, zależy od zawartości wilgoci, temp koncentracji -warstwy powierzchniowe mają mniejszą koncentrację natomiast warstwy środkowe większą koncentrację. Suszenie-zabieg technologiczny doprowadzający drewno w sposób przyspieszony do stanu równowagi higroskopijnej z powietrzem w warunkach użytkowania tego drewna. Równowaga higroskopijna-stan równowagi termodynamicznej między drewnem a otoczeniem. Stan nierównowagi - różnica ciśnień między parą wodną znajdującą się w powietrzu a w drewnie. Kondensacja kapilarna-wykroplenie się nadmiaru pary wodnej z mikrokapilar (drewna). Gradient ciśnienia kapilarnego; Gr= W^/Wr - keylwerth. W^- wilgotność średnia, Wr-wilgotność równowagowa . Im niższa wilgotność drewno jest mniej odporne na odkształcenia, mniej sprężyste. Im wyższa temp. tym mniejsza wytrzymałość na rozciąganie w poprzek włókien.

IM WIĘKSZA GĘSTOŚĆ DREWNA tym trudniejsze będzie drewno do suszenia (pierścieniowo naczyniowe trudne do suszenia).Suszenie techniczne-obniżenie wilgotności powietrza suszącego Wr. Grube drewno trzeba traktować niższą temp. niż drewno bardziej podatne do suszenia. Drewna iglaste są zaliczane do drewna łatwego do suszenia z wyjątkiem modrzewiu, jego gęstość jest duża, duże zróżnicowanie drewna wczesnego 200-300kg/m2 i późnego 800kg/m2. Wartość obniżenia Wr jest realizowane przez różnego rodzaju programy suszenia (ma postać tabeli lub wykresu, w powyższych wykorzystywana jest temp., wartości Wr i wartości gradientu suszenia).Stan świeżego drewna ok. 60% wilgotności.Organizacja procesu suszenia:proces dzielimy na 3 etapy I) okres obróbki wstępnej - 1)równomierne nagrzanie drewna do równomiernej temp. na całym przekroju poprzecznym. Ta temp. musi być wyższa od początkowej temp. okresu suszenia o ok. 5-10*C 2)nawilżenie warstw przypowierzchniowych. 3) zabicie tkanki miękiszowej, 4) sterylizacja drewna. Czas trwania obróbki wstępnej iglaste i liściaste miękkie 30min na 1cm grubości suszonego drewna dla liściastych twardych ok. 1h na 1cm grub. drewna. II) Suszenie właściwe - cel wysuszenie drewna do wilgoci niższej od 2-3% niż wymagana wilgotność końcowa. III)Obróbka wyrównawcza- cel zlikwidowanie lub zmniejszenie naprężeń cząstkowych jakie pozostają po okresie suszenia drewna. Obniżenie temp. w komorze a żeby można było wyciągnąć drewna, żeby nie popękało.1) temp. w suszarni wyższa od 5-10^oC 2) względna wilgotność powietrza zbliżona do 100%.3) względna wilgotność powietrza dobieramy z tabel w taki sposób a żeby wilgotność byłą wyższa od 3-4% od wilgotności końcowej .Czas trwania obróbki wyrównawczej dla wilgotność 100% wynosi 5-8% czasu trwania okresu właściwego suszenia , dla iglastych i liściastych miękkich 1h na 1cm grubości suszenia drewna, dla liściastych twardych 1,5-2h na 1cm grubości suszonego drewna.

CIEPLNE WŁAŚCI. DREWNA-Ciepło właściwe, przewodnictwo cieplne, zdolność wyrównywania temp. i rozszerzalność cieplna, zależą od chemicznej i anatomicznej budowy drewna włącznie z submikroskopową budowy ściany komórkowej, od gęstości, wilgotności, temp. i innych czynników.CIEPŁO WŁAŚCIWE DREWNA-jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg drewna o 1^o.Zasadniczym czynnikiem wpływającymi na ciepło właściwe drewna są wilgotność i temperatura.Wpływ wilgotności jest szczególnie duży, gdyż ciepło właściwe wody jest b. wysokie w porównaniu z ciepłem właściwym substancji drzewnej.Drewno wilgotne wykazuje więc ciepło właściwe wyższe od drewna suchego.PRZEWODNICTWO CIEPLNE-jest to zdolność drewna do przewodzenia ciepła. Miarą zdolności przewodzenia ciepła przez drewno jako współczynnik przewodnictwa cieplnego, który określa ilość ciepła przepływającego w ciągu 1h, przez przekrój o pow. 1m² przy odległości przeciwległych powierzchni ściany wynoszącej 1m oraz przy różnicy temperatur tych pow. wynoszącej 1^oC.Drewno jak wiadomo jest materiałem o porowatej budowie.Pory w drewnie zupełnie suchym są wypełnione tylko powietrzem, natomiast w drewnie całkowicie mokrym- tylko wodą.W zależności od porowatości i wilgotności drewna odpowiednio kształtuje się stosunek substancji drzewnej do zawartej w drewnie wody i powietrza.Drewno wilgotne stanowi układ składający się substancji drzewnej, wody wolnej i związanej występującej w postaci ciekłej i pary wodnej oraz powietrza. Przewodnictwo cieplne tych składników jest różne, przewodnictwo wody jest największe 0,58W/m^. deg, porównywalnie dla powietrza w znajdującego się w porach 0,0251W/m^.deg,wynika stąd że wilgotność drewna ma decydujący wpływ na przewodnictwo cieplne.Wpływ ma również temperatura ze wzrostem której wzrasta współczynnik przewodnictwa cieplnego. Budowa anatomiczna także decyduje o przewodnictwie. Ze wzrostem gęstości i jednoczesnym spadkiem porowatości zwiększa się współczynnik przewodnictwa, na przewodnictwo wpływa również kierunek anatomiczny który jest różny dla różnych kierunków największy dla kier. wzdłuż włókien.

I faza - zakładając, że w chwili rozpoczęcia procesu suszenia wilgotność drewna na całym przekroju jest wyższa niż PNW, w fazie tej odparowuje woda wolna a przypowierzchniowych warstw drewna, zaś w chwili jej zakończenia T1 wilgotność tych warstw jest równa PNW, II faza - wilgotność warstw przypowierzchniowych obniża się poniżej PNW, wobec czego warstwy te usiłują się kurczyć, czemu przeciwstawiają się jednak warstwy wewnętrzne, których wilgotność jest jeszcze znacznie wyższa niż PNW. W tej sytuacji warstwy przypowierzchniowe wprowadzają się w stan rozciągania, którego efektem jest pojawienie się w warstwach wewnętrznych naprężeń przeciwnie skierowanych - ściskających. Wartość naprężeń w tej fazie suszenia nieustannie wzrasta w miarę oddalania się wilgotności warstw przypowierzchniowych od PNW. Wzrost naprężeń ustaje w chwili T2, w której najgłębiej położona warstwa przekroju poprzecznego drewna osiąga PNW. Wartość naprężeń w chwili T2 stanowi wyraźne max w przebiegu krzywej, odzwierciedlającej rozwój naprężeń warstw przypowierzchniowych (naprężenia warstw środkowych ilustrowałaby identyczna krzywa, położona symetrycznie w stosunku do osi czasu - na dole), III faza - w chwili T2 powstają warunki umożliwiające szybkie kurczenie się warstw środkowych drewna. Wilgotność tych warstw maleje od chwili T2 poniżej PNW, a przy tym warstwy te są w stanie ściskania, co wydatnie wspomaga ich kurczenie się. Następuje zmniejszenie wartości naprężeń drewna, zaś w chwili T3, gdy kurczące się warstwy wewnętrzne osiągną wymiar liniowy równy wymiarowi warstw przypowierzchniowych - całkowity zanik naprężeń. IV faza - wilgotność warstw przypowierzchniowych w chwili T3 jest w równowadze higroskopijnej z otoczeniem (wynosi lub jest bardzo blisko wilgotności równowagowej W_R), natomiast warstwy wewnętrzne wykazują wilgotność wyraźnie wyższą. W konsekwencji warstwy wewnętrzne, których wilgotność w dalszym ciągu obniża się nie mogą kurczyć się od momentu T3, ponieważ napotykają na opór nie kurczących się już warstw przypowierzchniowych. Wprowadzają się zatem od tej chwili w stan rozciągania i powodują jednocześnie przeciwnie skierowane naprężenia ściskające w warstwach przypowierzchniowych. W chwili zakończenia fazy IV, czyli okresu właściwego suszenia, wilgotność warstw wewnętrznych jest tylko nieznacznie wyższa niż wilgotność warstw przypowierzchniowych, natomiast w całym przekroju poprzecznym drewno jest w stanie naprężeń.

Wilgotność powietrza bezwzględna masa pary wodnej w jednostce objętości powietrza. Wilgotność powietrza względna - stosunek ilości pary wodnej zawartej w powietrzu do ilości nasycającej powietrze w danej temp. Wilgotność względna drewna -stosunek masy wody w drewnie do masy drewna w stanie wilgotnym. Wilgotność bezwzględna drewna - stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna w stanie w stanie zupełnie suchym. Wilgotność równowagowa- osiągana przez drewno, kiedy ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu jest równe ciśnienie cząstkowemu pary wodnej na powierzchni drewna. Gradient wilgotności- zmiana wilgotności przypadająca na jednostkę grubości lub długości tarcicy np. różnica wilgotności w suszonym drewnie występująca między wilgotnymi warstwami środkowymi i bardziej suchymi warstwami zewnętrznymi. Gradient suszenia : J= Wb/Wr= wilgotność bieżąca/ wilgotność równoważna. Wskaźnik mówiący o intensywności procesu suszenia . 1- Przed suszeniem i na początku procesu suszenia. Wilgotność na całym przekroju drewna jest wyższa od punktu od punktu nasycenia włókien. Nie występują naprężenia. 2- Pierwszy okres suszenia. Wilgotność zewnętrznych warstw jest niższa od od wilg. Punktu nasycenia włókien warstwy wewnętrzne zawierają wodę wolną. Zewnątrz rozciągane, wewnątrz ściskane. 3- Okres właściwego suszenia wilgotność warstw wewnątrz jest niższa od punktu nasycenia włókien. Wewnątrz warstwy zaczynają się kurczyć, ich wymiar zrównuje się z normalnym wymiarem zewnętrznych warstw. 4- Okres ukończenia suszenia charakteryzuje się on w przybliżeniu równomiernym rozmieszczeniem wilgotności na grubości suszonego materiału. Wewnętrzne warstwy kurczą się i powstają naprężenia ściskające, w zewnątrz rozciągające.

Suszenie - zabieg technologiczny doprowadzający drewno w sposób przyspieszony do stanu równowagi higroskopijnej z powietrzem w warunkach użytkowania tego drewna. Równowaga higroskopijna - stan równowagi termodynamicznej między drewnem a otoczeniem. Stan nierównowagi - różnica ciśnień między parą wodną znajdującą się w powietrzu a w drewnie. Kondensacja kapilarna- wykroplenie się nadmiaru pary wodnej z mikrokapilar (drewna). Względna wilgotność powietrza (przyrządy do pomiaru): 1) Psychrometr ; Augusta (najprostszy) , Assmona (dokładność do 0,2*C, predkośc powietrza ok. 2,2 m/s, zastozowanie do 50*C) 2) Higrometr włosowy (duży błąd pomiarowy zast. Do 50*C), Higrometr punktu rosy. ϕ=PsR/ Ps ot. (*)Wilgotność równowagowa drewna - musi być niższa od wilgotności drewna jest to wystarczający warunek wysuszenia drewna (temp. wilgo. Powietrza) ϕpowietrza < 100%. Jeśli ϕ powietrza równe jest 100% nie ma mowy o suszeniu. Warunek konieczny niższa wilgotność powietrza od 100%. Warunek wystarczający (*) Proces suszenia dzielimy na 2 okresy : 1) do uzyskania wilgotności stanu nasycenia 30%. 2) od wilgotności stanu nasycenia włókien poniżej siłą napędowa do ruchu potoku wody stanowi prężność pary. Gradient ciśnienia kapilarnego; Gr= W^/Wr - Keylwerth. W^- wilgotność średnia, Wr-wilgotność równowagowa . Im niższa wilgotność drewno jest mniej odporne na odkształcenia, mniej sprężyste. Im wyższa temp. tym mniejsza wytrzymałość na rozciąganie w poprzek włókien.

Wilgotność względna φ =p_p/p_s=p_bX/(p_s(0,622+X)) Wilgotność bezwzględna masowa X=m_D/m_G=0,622*(φ*p_s)/(p_b-φ*p_s)=0,622p_p/(p_b-p_p) X=(h-1,01t)/(2501+1,87t)

Entalpia właściwa objętościowa h=h_(1+X)=1,01*t+X(2501+1,87*t) t=(h-2501*X)/(1,01+1,87*X) Objętość właściwa wilgotna ν_(1+x)=V(1+x)/L ν_(1+x)=22,7*(1/29+X/18)*T/273 m_w=L*X

wzór psychrometryczny φ=(p_sm-A(t_s-t_m)p_b)/p_ss A=(65+6,75/w)10^-5* [1/K] w-(m/s) G_R=W/W_R φ=p_r/p_s p_r-preznosc pary w temp.pkt rosy p_s-w temp.term.mokrego Gęstość pow. wilg ρ_(1+X)=p_b/(R_(1+X)*T)

Indywidualna stała gazowa R_(1+X) =R_gs*1/(1+X)+R_P*X/(1+X) R_P=461.5(J/kgK) R_gs=287(J/kgK)

Objętość maksymalna drewna V_maxdr=V_gab*K_v V_gab=B*H*L Kv=K _B*K_H*K_L K(B)=Σb_i/B <1; K(B)=0,95-0,65; K(L)= Σl_i/L; K(L)=0,7-0,8; K(H)=St/(1,08St+Sp)

Masa wody zawartej w drewnie: m_w=ρ₀(1-Kv)*V_maxdr*(W₁-W₂) m₀=ρ₀(1-Kv)*V_maxdr Strumień masy wody m=m_(1-2)/τ_(1-2)

Czas suszenia: τ=[1/α] *ln[(W₁-W_r)/(W₂-W_r)]*(65/t_s) *[(S_t/25)^1,5 ]*[(1,5/v)^0,6]*f₁*f₂ v-predkosc suszenia; f₁-praca dwuzmianowa-1,17 jednozmianowa-1,35 f₂-1-2 (nawet do 4)

WYRZYNEK KONTROLNY w momencie wyciecia m_p=4.75 kg w_p=54.8% w czasie procesu suszenia zważono m_w1=4.26kg

W₁=(m_W1-m₀)/m₀ m₀=m_P/(1+W_P) W*m₀=m_W-m₀ m_W=m₀(W+1)

SUSZENIE-zabieg technologiczny doprowadzający drewno w sposób przyspieszony do stanu równowagi higroskopijnej z powietrzem w warunkach użytkowania tego drewna. ROWNOWAGA HIGROSKOPIJNA-stan równowagi termodynamicznej miedzy drewnem i powietrzem, zachodzi w efekcie suszenia do którego będziemy dążyć. WILGOTNOSC ROWNOWAGOWA- stan w którym prężność pary na powierzchni drewna jest taka sama jak preznosc pary w powietrzu. Drewno ani nie pobiera ani nie oddaje wilgoci.WILGOTNOSC BEZWZGLEDNA POWIETRZA (objętościowa)określa masę pary wodnej zawartej w 1m³ powietrza wilgotnego.WILGOTNOSC WZGLEDNA POWIETRZA φ jest stosunkiem ciśnienia cząstkowego pary wodnej p_p do ciśnienia nasycenia pary wodnej w danej temp ps. WILGOTNOSC BEZWZGLEDNA MASOWA zwana tez zawartością wilgoci X określa ilość wilgoci m_D zawartej w jednym kilogramie powietrza suchego m_G.

IM WIĘKSZA GĘSTOŚĆ DREWNA tym trudniejsze będzie drewno do suszenia ( pierścieniowo naczyniowe trudne do suszenia). Suszenie techniczne - obniżenie wilgotności powietrza suszącego Wr. Grube drewno trzeba traktować niższą temp. niż drewno bardziej podatne do suszenia. Drewna iglaste są zaliczane do drewna łatwego do suszenia z wyjątkiem modrzewiu, jego gęstość jest duża, duże zróżnicowanie drewna wczesnego 200-300kg/m2 i późnego 800kg/m2. Wartość obniżenia Wr jest realizowane przez różnego rodzaju programy suszenia ( ma postać tabeli lub wykresu, w powyższych wykorzystywana jest temp. , wartości Wr i wartości gradientu suszenia). Stan świeżego drewna ok. 60% wilgotności . Organizacja procesu suszenia : proces dzielimy na 3 etapy I) okres obróbki wstępnej - 1)równomierne nagrzanie drewna do równomiernej temp. na całym przekroju poprzecznym. Ta temp. musi być wyższa od początkowej temp. okresu suszenia o ok. 5-10*C 2)nawilżenie warstw przypowierzchniowych. 3) zabicie tkanki miękiszowej, 4) sterylizacja drewna. Czas trwania obróbki wstępnej iglaste i liściaste miękkie 30min na 1cm grubości suszonego drewna dla liściastych twardych ok. 1h na 1cm grub. drewna. II) Suszenie właściwe - cel wysuszenie drewna do wilgoci niższej od 2-3% niż wymagana wilgotność końcowa. III)Obróbka wyrównawcza- cel zlikwidowanie lub zmniejszenie naprężeń cząstkowych jakie pozostają po okresie suszenia drewna. Obniżenie temp. w komorze a żeby można było wyciągnąć drewna, żeby nie popękało. 1) temp. w suszarni wyższa od 5-10*C 2) względna wilgotność powietrza zbliżona do 100%. 3) względna wilgotność powietrza dobieramy z tabel w taki sposób a żeby wilgotność byłą wyższa od 3do 4% od wilgotności końcowej . Czas trwania obróbki wyrównawczej dla wilgotność 100% wynosi 5-8% czasu trwania okresu właściwego suszenia , dla iglastych i liściastych miękkich 1h na 1cm grubości suszenia drewna, dla liściastych twardych 1,5-2h na 1cm grubości suszonego drewna.

SUSZENIE drewna w postaci tarcicy ma następujące zalety:1.Umozliwia lepsze wykorzystanie drewna ze względu na: -dobra widoczność wad w drewnie wysuszonym, wymagane mniejsze nadmiary dl. półfabrykatu w stosunku do długości elementu, np. mebla, wyciętego z tarcicy wysuszonej, mniejsze straty materiałowe w skutek zeschnięcia, możliwość wyeliminowania pęknięć już występujących lub powstałych w tarcicy podczas suszenia, mniejsze straty materiałowe wynikające ze spaczenia tarcicy lub z ujawnienia się wad drewna. 2.Mniejszy jest nakład pracy podczas przygotowania drewna do suszenia oraz w procesie przerobu, gdyż: tarcica jest dogodniejsza do układania i transportu, możliwe jest formowanie większych stosów tarcicy, łatwiej zmechanizować formowanie stosów,

wycinanie półfabrykatów z tarcicy wysuszonej, a wiec lżejszej, jest wygodniejsza. 3.Proces technologiczny jest mniej skomplikowany ze względu na: mniejsze nakłady na transport, mniejsze zróżnicowanie sortymentów w zapasach międzyoperacyjnych.

SUSZENIE POLFABRYKATOW 1.Wieksza przepustowość suszarki ze względu na wyeliminowanie z procesu suszenia drewna stanowiącego odpady, krótszy czas suszenia, mniejsze zużycie energii w procesie suszenia.2.Mniejsze niebezpieczeństwo wystąpienia odkształceń wyrobów gotowych, ponieważ: wysuszone półfabrykaty wykazują mniejsze zróżnicowanie wilgotnosci na przekroju, naprężenia drewna powstające po suszeniu są mniejsze.

P.W.SOKOLOW Suszenie drewna w postaci półfabrykatów stanowiących 50-70% tarcicy obrzynanej z której zostały uzyskane, wydajność suszarek zwiększa się o 25-50%. W odniesieniu do tar. liściastej nieobrzynanej 2-3 krotnie. Możliwe jest wysuszenie 1,3-2,5 raza więcej półfabrykatów niż tarcicy, prace załadowcze wymagają dwa razy więcej pracowników. Wydajność materiałowa tarcicy mokrej jest 2% mniejsza niż wysuszonej. D.D.JOHNSTON Tarcica i półfabrykaty bukowe do prod. krzeseł. Suszenie półfabrykatów 3-4 krotnie zwiększenie dziennej zdolności prod. Wydajność mat. przy rozkroju tarcicy mokrej nieznacznie mniejsza niż przy suchej.W.S.JASINSKI Koszt suszenia 1 m sześć. półfabrykatów niższy o ok. 10-30% 70-90% kosztów suszenia stanowią koszty związane z czasem suszenia. Koszt suszenia wg Jasinskiego 3-6% ogólnych kosztów prod. Koszt prod. elem. mebli niższy o 19,9% gdy drewno suszone.

KRIECZATOW Cechami charakterystycznymi jest prawie stała temp. term. mokrego (poczatkow stopniowo wzrasta do 3-4 stopnie celc. w stosunku do wartości wyjściowej a następnie również stopniowo maleje do wartości wyjściowej lub nie zmienia), zmiana (wzrastajaca) temp. term. suchego, zmienna (malejąca) wilgotność zmienna powietrza.·

SIERGOWSKI Programy Siergowskiego SA programami dwuetapowymi przeznaczonymi do intensywnego suszenia tarcicy w suszarniach z przyspieszonym obiegiem powietrza. Programy te dzieła okres właściwego suszenia (tj. okres pomiędzy obróbka wstępna a wyrównawczą) na 2 etapy: etap 1- od wilg. poczat. drewna do wilg. sredniej drewna ok.20 oraz etap 2- od wilg. ok. 20 do wilg końcowej. Cechy charakterystyczne programów Siergowskiego to łagodne suszenie drewna w 1-etapie przy niezmiennych wartościach parametrów powietrza, gwałtowne zaostrzenie warunków wysychania w momencie osiągnięcia przez drewno wilg. około 20 oraz intensywne suszenie w etapie 2 również przy niezmiennych wartościach parametrów powietrza.

ZDOLNOŚĆ WYRÓW. TEMP. określa przyrost temperatury w kostce danego materiału o obj. 1cm³, jaki nastąpi , gdyby w niej zostało zatrzymane ciepło przechodzące przez nią w czasie 1s przy uskoku temperatury 1deg/1cm. Współczynnik uzależniony jest od współczynnika przewodzenia cieplnego, od ciepła właściwego oraz gęstości drewna WWT określa intensywność wymiany ciepła w szczególności zaś podczas niestacjonarnej wymiany ciepła (ogrzewanie, ochładzanie). Wyrównanie temp. drewna podobnie jak jego przewodnictwo zależy od rodzaju drewna, kierunku anatomicznego, wilgotności oraz temperatury. Najbardziej istotnym czynnikiem jest wilgotność i kierunek przebiegu włókien. Ze wzrostem wilgotności współczynnik wyrównania temp. zmniejsza się. WWT wzdłuż włókien jest wyższy niż w kierunku prostopadłym do kierunku włókien. ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA RC- charakteryzuje współczynnik rozszerzalności liniowej lub objętościowej. Współczynnik rozszerzalności jest to stosunek wydłużenia jednostki długości ciała przy ogrzaniu o 1deg do wymiaru długości w temp. 0deg.Drewno jest materiałem anizotropowym, charakteryzuje się zróżnicowaną rozszerzalnością w poszczególnych kierunkach anatomicznych. W odróżnieniu od innych materiałów rozszerzalność cieplna w dużym stopniu jest uzależniona od wilgotności. Jeśli podczas nagrzewania w stanie suchym drewno zwiększa swoje wymiary we wszystkich trzech kierunkach anatomicznych, to podczas ogrzewania w stanie mokrym zmniejsza swoje wymiary w kierunku promieniowym i niejednokrotnie również wzdłuż włókien, a zwiększa wymiar tylko w kierunku stycznym. Rozszerzalność wzdłuż włókien jest niezależna od jego gęstości, natomiast w poprzek włókien zwiększa się ze wzrostem gęstości.

---