Proprietățile termofizice ale lemnului includ capacitatea termică, conductivitatea termică, difuzivitatea termică și expansiunea termică. Capacitatea termică este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 kg de material cu 1 ° C. Capacitatea specifică de căldură este măsurată în kJ / (kg ° C). Procesele de propagare (transfer) de căldură în material sunt caracterizate de coeficienții de conductivitate termică și de difuziune termică. Primul dintre acestea intră în ecuația transferului de căldură staționar
stabilirea relației dintre cantitatea de căldură Q, distribui-intraclster corp și aria secțiunii transversale F. perpendicular pe fluxul de căldură, timpul t, la o diferență de temperatură pe cele două suprafețe ale izolatoare și spațierea Ax. Coeficientul de conductivitate termică X este numeric egală cu cantitatea de căldură-proho dyaschey pe unitatea de timp prin peretele zonei de material de 1 m 2 și o grosime de 1 m, la o diferență de temperatură pe opusă Stora nach perete 1 ° C Coeficientul de conductivitate termică este măsurat în W / (m-° C). Al doilea dintre indicatorii de mai sus, caracterizează rata de schimbare a temperaturii materialului în timpul schimbului de căldură non-staționar (încălzire sau răcire). Coeficientul de difuzie termică determină inerția materialului, adică capacitatea sa de a egaliza temperatura. Indicatorul a. m 2 / s, este numeric egal cu raportul dintre coeficientul de conductivitate termică și capacitatea de căldură pe unitatea de volum a materialului:
unde p este densitatea, kg / m 3. Căldura specifică a materialului este determinată experimental de calorimetre.
Capacitatea de căldură a lemnului. Lemnul uscat este un sistem cu două faze, incluzând lemnul și aerul. Cu toate acestea, proporția de aer (în masă) din lemn este extrem de mică, iar capacitatea termică a lemnului uscat este aproape egală cu capacitatea de căldură a materialului lemnos. Deoarece compoziția substanței lemnoase din toate speciile este identică, căldura specifică a lemnului nu depinde de datele din rasa si curente la O ° C până la complet lemnul uscat este egal cu 1,55 kJ / kg ° C Cu temperatură în creștere, căldura specifică a lemnului crește oarecum linear și la aproximativ 100 ° C crește cu aproximativ 25%. Afectează în mod semnificativ capacitatea de căldură a umezelii lemnului. De exemplu, o creștere a conținutului de umiditate al lemnului de la 0 la 130% conduce la o creștere a capacității termice de aproximativ 2 ori. Conductibilitatea termică a lemnului. Capacitatea lemnului de a produce căldură este afectată de densitatea sa. Lovetsky calculat conductivitate termică de substanță lemnului, tratarea lemnului ca set de tije tubulare de secțiune dreptunghiulară și folosind datele experimentale privind conductivitatea termică a lemnului de mesteacăn. O creștere a densității lemnului uscat duce la o creștere a conductivității termice a lemnului. Acest lucru se datorează faptului că materia pe bază de lemn are aproximativ 20 de ori mai multă conductivitate termică decât aerul. Este posibil să se calculeze conductivitatea termică a unei substanțe din lemn pe conductivitatea termică a lemnului, de-a lungul fibrelor, presupunând că căldura este transferată în paralel de-a lungul pereților celulelor și aerului conținut în cavitățile celulelor. Deoarece microfibrilele sunt orientate în principal de-a lungul axei celulare, conductivitatea termică în această direcție este de aproximativ 1,5-2 ori mai mare decât în direcția transversală. Lemnul târziu, în special în speciile de conifere, este mai dens decât cel timpuriu. Creșterea conductivității termice în direcția radială este promovată de razele miezului cu aranjamentul preferențial al microfibrelor de-a lungul lungimii fasciculului. Creșterea temperaturii lemnului umed duce la o creștere și mai mare a conductivității termice.
Difuzivitatea termică a lemnului. Creșterea conținutului de apă liberă (W> Wni) duce la o scădere bruscă termică, deoarece aerul din cavitățile celulelor este înlocuită cu apă, având aproximativ 150 de ori mai mare coeficient mai mic de conductivitate termică. Efectul umidității asupra valorii lui a nu este practic observat. Acest lucru se explică prin faptul că în pereții celulelor nu există aproape nici un aer, iar peretele celular umed constă din două faze - substanța lemnoasă și apa, coeficienții de difuzivitate termică fiind destul de apropiați.
Expansiunea termică a lemnului. Când materialele solide sunt încălzite, volumul lor crește. Coeficientul de expansiune termică liniară a este modificarea lungimii unității corpului atunci când este încălzită cu 1 ° C. Cel mai mic coeficient de dilatare liniară în direcția de-a lungul fibrelor. Extinderea termică pe fibre este mult mai mare, iar în direcția tangențială este de obicei de 1,5-1,8 ori mai mare decât în direcția radială. Coeficientul de dilatare liniară de-a lungul fibrelor de lemn este de 1/3 - 1/10 din coeficientul de dilatare termică a metalelor, betonului și sticlei. Atunci când lemnul umed este încălzit datorită creșterii temperaturii, se produce o deformare a umidității mult mai mare simultan. Modificări în umiditate cu 1% în domeniul ob sub Wn „provoacă deformarea de zece ori mai mare decât cea măsurabilă temperatură nenie 1 ° C. Astfel, contracția și umflarea masca ruyut deformare termică pură lemn peste cereale. Dacă temperatura lemnului proaspăt tăiat în apă crește, atunci prima încălzire va crește dimensiunile în direcția tangențială și le va reduce în direcție radială. În timpul încălzirii ulterioare, o ușoară scădere a dimensiunilor are loc în ambele direcții. Motivul creșterii deformării în timpul primei încălziri, evident, este îndepărtarea tensiunilor interne ale creșterii. Într-un copac în creștere în direcția tangențială, tensiunile de compresiune acționează, astfel că atunci când sunt îndepărtate, este detectată o alungire a probei în această direcție. În direcția radială apare fenomenul opus.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: