1598005426-3a8e62b819d30b4177bf436fefc2ba03 (811212), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Физико-химические и теплотехнические свойства различных видов древесной' биомассы имеют некоторые различия, оказывающие определенное влияние на эффективность их использования в энергетических целях. Это делает целесообразным изучение основных характеристик различных видов древесной биомассы. Из всего многообразия различных видов древесной биомассы разумно выделить следующие основные, имеющие наибольшее практическое значение при энергетическом использовании биомассы, а именно: стволовую древесину, кору, древесную гниль и биомассу элементов кроны деревьев.
Рассмотрим основные характеристики этих видов древесной биомассы. 2.1. ВЛАЖНОСТЬ, ЗОЛЬНОСТЬ, ПЛОТНОСТЬ 2.1.1. В л а ж н о с т ь. Влажность древесной биомассы — это количественная характеристика, показывающая содержание в биомассе влаги. Различают абсолютную и относительную влажность биомассы. Абсолютной влажностью называют отношение массы влаги к массе сухой древесины: т — та та где )Р. — абсолютная влажность, а1а, т — масса образца во влажном состоянии, г; т,— масса того же образца, высушенного до постоянного значения, г.
Относительной илн рабочей влажностью называют отношение массы влаги к массе влажной древесины: где В'г — относительная, нли рабочая, влажность, 1О Пересчет абсолютной влажности в относительную и наоборот производится по формулам: 11уг !00 Кга, цу 100,1Гг 1ОО + 1Г гоΠ— огг (2. 1) При расчетах процессов сушки древесины используется абсолютная влажность. В теплотехнических расчетах применяются только относительная, или рабочая, влажность. С учетом этой установившейся традиции в дальнейшем мы будем пользоваться только относительной влажностью.
Различают две формы влаги, содержащейся в древесной биомассе: связанную (гигроскопическую) и свободную. Св аз а ни а я в л а г а находится внутри стенок клеток и удерживается физико-химическими связями; удаление этой влаги сопряжено с дополнительными затратами энергии и существенно отражается на большинстве свойств древесинного вещества. Свободна я вл ага находится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Свободная влага удерживается только механическими связями, удаляется значительно легче н оказывает меньшее влияние на механические свойства древесины. Состояние древесинного вещества, при котором свободная влага отсутствует, а клеточные стенки содержат максимальное количество связанной влаги, соответствует пределу насыщения или пределу гигроскопичности. Пределом насыщения )г', „называют максимальную влажность древесинного вещества клеточных стенок свежесрубленной древесины или древесины, увлажненной путем длительного выдерживання в воде.
Пределом гигроскопичности йг,, называют максимальную влажность клеточных стенок древесинного вещества прн увлажнении его в насыщенном влагой воздухе. При выдерживании древесины на воздухе происходит обмен влагой между воздухом и древесинным веществом. Если влажность древесинного вещества очень высока, то при этом обмене происходит высыхание древесины. Если влажность его низка, то древесинное вещество увлажняется. При длительном пребывании древесины на воздухе, стабильных температуре и относительной влажности воздуха влажность древесины становится также стабильной; это достигается тогда, когда упругость паров воды окружающего воздуха сравняется с упругостью паров воды у поверхности древесины. Величина устойчивой влажности древесины, выдержанной длительное время при определенной температуре и влажности воздуха, одинакова для всех древесных пород, но зависит от направления процесса.
В процессе сушки древесины устойчивая влажность выше той, которая получается в процессе увлажнения древесины. Разницу между устойчивыми значениями влажности прн сушке и увлажнении принято называть г и с т е р е з н с о м сорбции. Мелкая древесина (опилки, стружка, щепа) с большой удельной поверхностью имеют ничтожно малый гистерезис сорбции и ее устойчивую влажность называют равновесной В'р. Равновесная влажность одинакова у древесины различных пород и полностью определяется параметрами воздуха, в среде которого она находится, т. е. его температурой ! и относительной влажностью ер.
Влажность стволовой древесины. В зависимости от величины влажности стволовую древесину подразделяют на мокрую, свежесрубленную, воздушно-сухую, комнатно-сухую и абсолютно сухую. Мокрой называют древесину, длительное время находившуюся в воде, например при сплаве или сортировке в водном бассейне. Влажность мокрой древесины нуу превышает 50 о7о. Свежесрубленной называют древесину, сохранившую влагу растущего дерева. Она зависит от породы древесины и изменяется в пределах )17Р=33...50 Ъ. Средняя влажность свежесрубленной древесины составляет, о/„у ели 48, у лиственницы 45, у пихты 50, у сосны кедровой 48, у сосны обыкновенной 47, у ивы 46, у липы 38, у осины 45, у ольхи 46, у тополя 48, у березы бородавчатой 44, у бука 39, у вяза 44, у граба 38, у дуба 41, у клена 33. В о з д у ш н о .
с у х а я — это древесина, выдержанная длительное время на открытом воздухе. Во время пребывания на открытом воздухе древесина постоянно подсыхает и ее влажность постепенно снижается до устойчивой величины. Влажность воздушно-сухой древесины пуп= 13...17 о1б. Ко ми атно-сухая древесин а — это древесина, длительное время находящаяся в отапливаемом и вентилируемом помещении. Влажность комнатно-сухой древесины йур=7...
11 о! Абсолютно суха я — древесина, высушенная при температуре 1=103-ь2 'С до постоянной массы В растущем дереве влажность стволовой древесины распределена неравномерно. Она изменяется как по радиусу, так и по высоте ствола. Влажность коры. Влажность коры н свежесрубленном состоянии изменяется в широких пределах. По исследованиям Н Л, Леонтьева 124), влажность коры отдельных участков бревен колебалась у сосновых сортиментов от 40 до 211 7о, у еловых от 40 до 159 о!о и у березовых от 38 до 82 е7п абсолютной влажности. У коры сосны влажность существенно изменяется по высоте ствола, при этом влажность коры комлевых бревен ниже влажности вершинных.
У ели и березы влажность коры по высоте ствола почти одинакова. По данным А. В. Жндкова 112), относительная влажность !2 2. Средние значения абсолиттной влажности компонентов корм [611 дбсолютная ялажность но породам, и береаы сосны Вид дреаесииы Кора Луб Корка Кора Луб Корка Кара Луб К рка 217 286 67 166 Сплавная Свежесрубленная 87 21 238 486 127 60 184 27 61 72 степенно увеличиваются, и древесина приобретает характерную ячеистую структуру. При де с т р у к т и в н о м гниении происходит равномерное растворение оболочек клеток без образования крупных отверстий.
Максимальная влажность стволовой древесины ограничена суммарным объемом полостей клеток и межклеточных пространств. При гниении древесины ее клетки разрушаются, в результате чего образуются дополнительные внутренние полости, структура гнилой древесины по мере развития процесса гниения становится рыхлой, пористой, прочность древесины при этом резко снижается. По указанным причинам влажность древесной гнили не ограничена и может достигнуть столь высоких значений, при которых ее сжигание станет неэффективным.
Увеличенная пористость гнилой древесины делает ее очень гигроскопичной, находясь на открытом воздухе, она быстро увлажняется. Влажность элементов кроны. В Крестецком леспромхозе н течение многих лет осуществлялась вывозка деревьев, Элементы кроны — ветви, сучья, вершины измельчались на нижнем складе в топливную щепу с помощью рубительной машины ДУ-2 и использовались в качестве топлива для энергохимической установки или в котельной. В составе щепы были также хвойные лапки, листья, неодревесневшие побеги.
Влажность такой щепы, по данным С. И, Головкова и Л. Т. Опомах, приведена в табл. 3. Приведенные данные показывают, что значительная часть щепы из лесосечных отходов вследствие широкого варьирования коры хвойных пород увеличивается при сплаве до 80...84 о7о, влажность луба при этом доходит до 85...90 е)о. Поскольку относительная критическая влажность коры составляет 60 оео, то очевидно, что кора хвойных пород после сплава перед сжиганием должна быть обезвожена тем или другим способом. Интересные данные по водопоглощению компонентов коры получены СвердНИИПДревом (табл.
2). Влажность древесной гнили. Различают два вида гниения древесины: коррозионное и деструктивное. При к о р р о з и о ином гниении в древесине образуются отверстия, которые по- Значение влажности щепы, и Количество золы в аасолютно сухой массе, Козффнциеит измен- чивости Месяц Он~нона среднего значения Порода Среднее Ветви. сучья, норви Кора Ств~л Январь Февраль Март Май Сентябрь Октябрь 50,5 48,9 48,6 46,1 48еб 47,5 О,З...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
