ИДЕНТИФИКАЦИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ СУШКЕ

 

Андрашек Й.В., Соколовский Я.В. (УкрГЛТУ, г.Львов, Украина)

 

On this article is descried a new method of determination of stress during the drying of saw board.

 

Процесс сушки древесины, особенно период убывающей скорости сушки характеризируется образованием, как минимум, двух зон в поперечном сечении пиломатериалов, которые характеризируются разными теплофизическими характеристиками. Кроме этого, потенциалы массопереноса в разных зонах подчиняются разным зависимостям, и коэффициенты переноса изменяются по скачкообразному закону[2]. Для процессов сушки капилярно-пористых тел механизм углубления зоны испарения влаги описан Т.Шервудом[3]. На современном этапе отсутствуют работы, касающиеся определения компонент напряженно-деформативного состояния пиломатериалов при сушке с учетом углубления зоны испарения влаги.

Исследованиями установлено, что область полного насыщения описывается линеаризированной реологической моделью[3], а сухая (ненасыщенная ) область характеризируется упругим поведением.

Для расчета насыщенной зоны реологическая модель деформирования пиломатериалов записывается в виде:

               (1)

где G=G(U), K=K(U) – соответственно модули упругости и объёмного расширения; d_ij=1, если і=j, d_ij=0, і¹j; e_ij,s_ij – соответственно компоненты тензоров деформаций и напряжений; t₁ и t₂ - время релаксации; q - величина усушки.

Соотношение (1) при условии моделирования пиломатериала неограниченной пластиной для расчета напряженно-деформированного состояния принимает вид

              (2)

Следует отметить, что (2) записано для полностью насыщенной области, усушка в которой равна нулю . Для высушенной зоны (не насыщенной), величина усушки зависит от скорости распространения зоны испарения. Для учета данного фактора принимается следующая зависимость Q = Q₀V₀/(V₀+V), где Q₀ = dV/V₀ – усушка пиломатериала.

К сожалению, ограничение объема статьи не позволяет привести вывод реологической модели деформирования пиломатериалов в сухой (не насыщенной) области. Анализ физико-математической модели определения напряженно-деформированного состояния древесины при сушке с учетом углубления зоны испарения указывает на наличие разрывов в напряжениях на фронте испарения.

 

Литература

1. Коваленко А.Д. Основы термоупругости. – К.,1987. – 323с.

2. Лыков А.В. Теория сушки. – М., Энергия,1968. – 470с.

3. Шервуд Т.К. Сушка твердых тел. – Гослесиздат, 1936. – 282.