ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ УДАЛЕНИЯ СВЯЗАННОЙ ВЛАГИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Термическое модифицирование древесины широко используется для улучшения ее свойств. Нагрев без доступа окислителя приводит к деструкции материала, которая вызывает изменение состава и структуры и, как следствие, свойств. Одним из этапов процесса термомодифицирования является сушка. Математическое описание процессов, протекающих в материале при термическом воздействии, в том числе и на этапе сушки, предполагает наличие информации о внутренних источниках теплоты и массы. Они определяются протекающими физико-химическими процессами, связанными с сушкой и термической деструкцией. Это сопровождается поглощением или выделением определенного количества теплоты. Удаление связанной влаги – это сложный многостадийный физико-химический процесс. Необходимо разорвать химические связи влаги с древесным веществом. Поскольку влага вступает в разные химические соединения, разрушение которых происходит в разных диапазон ах температур, - процесс является многостадийным. Отдельные стадии рассматриваются как параллельные, независимые химические реакции и описываются кинетическими уравнениями. Их энергетические характеристики и кинетические параметры различны. Таким образом, на отдельных стадиях процесс сушки имеет разные значения тепловых эффектов. Для экспериментального исследования тепловых эффектов каждой стадии процесса сушки древесины был использован метод дифференциальной сканирующей калориметрии. Эксперименты проводились в среде аргона. Результаты калориметрии были совмещены с результатами термогравиметрического исследования сушки. Для обработки результатов экспериментов использовался метод, позволяющий разделить процесс на отдельные стадии. Эти стадии, выделяемые при обработке графиков изменения относительной массы образцов в термогравиметрических экспериментах, удовлетворительно коррелируются со стадиями, определяемыми методом сканирующей калориметрии. Результаты экспериментальных исследований представлены в графическом виде. Была проведена совместная обработка экспериментальных данных. Она позволила определить тепловые эффекты для каждой стадии процесса удаления связанной влаги. Полученные значения сведены в таблицы. Проведено сравнение результатов экспериментально-расчетных исследований с результатами калориметрических экспериментов. Показано их удовлетворительное совпадение.

Ключевые слова: кинетика удаления связанной влаги, кинетические параметры сушки, внутренние источники теплоты и массы, тепловые эффекты сушки.

Thermal modification of wood is widely used to improve its properties. Heating without access of oxidant leads to the destruction of the material, which causes a change in composition and structure and, consequently, properties. One of the stages of the process of termoregulirovanija is drying. The mathematical description of the processes occurring in the material during heat-who-action, including at the stage of drying involves the availability of information about the internal sources of heat and mass. They are defined proceeding physical and chemical processes associated with drying and thermal degradation. This is accompanied by the absorption or release of certain amount of heat. Removal of bound moisture is a complex multi-stage physico-chemical process. It is necessary to break the chemical bonds of the moisture from the wood substance. As the moisture enters into different chemical compounds, the destruction which takes place at different temperature ranges, the process is multistage. Separate stages are seen as parallel, independent chemical reactions and are described by kinetic equations. Their energy characteristics and kinetic parameters are different. Thus, at some stages of the drying process has different values of thermal effects. For the experimental investigation of the thermal effects of each stage of the process of drying the timber was used the method of differential scanning calorimetry. The experiments were carried out in argon. The results of the calorimetry were combined with the results of the thermogravimetric analysis drying. For processing the results of experiments method was used, which allows to divide the process into separate stages. These stages generated by the processing schedules change in the relative mass of the samples in the thermogravimetric experiments, satisfactorily correlate with the stages, determined by scanning calorimetry. The results of experimental studies are presented in graphical form. Conducted joint processing of the experimental data. It is possible to determine the thermal effects for each stage of the process of removal of bound moisture. The values obtained are tabulated. Results comparison of experimental and computational studies with the results of calorimetric experiments. Shown their satisfactory coincidence.

Keywords: kinetics of removal of bound moisture, kinetic parameters of drying, internal sources of heat and mass, thermal effects of drying