Главная страница

задачи товароведение лесноеъ. Внииб) зам генерального директора, кандидат технических наук Ф. П. Шпаков ), завлабораторией лесовосстановления кандидат сельскохозяйственных наук, О. И. Антонов (фгу СПбниилх)


Скачать 1.47 Mb.
НазваниеВнииб) зам генерального директора, кандидат технических наук Ф. П. Шпаков ), завлабораторией лесовосстановления кандидат сельскохозяйственных наук, О. И. Антонов (фгу СПбниилх)
Дата26.07.2019
Размер1.47 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлазадачи товароведение лесноеъ.pdf
ТипУчебное пособие
#84536
страница2 из 13
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
11 Частичное объемное разбухание определяется по формуле
%,
,
100
α
0 где V
W
– объем образца при влажности W < 30%; V
0
– объем образца в абсолютно сухом состоянии. Полное объемное разбухание определяется по формуле
%,
,
100
α
0 0
max где V
max
– объем образца при влажности равной или более 30%; V
0
– объем образца в абсолютно сухом состоянии. По аналогичным формулам вычисляется линейное разбухание, например, радиальное
,
100
α
0 0
÷àñò
ðàä


=
r
r
r
W
%,
,
100
α
0 0
max где r
max
– радиальный размер образца при влажности равной или более 30%;
r
W
– радиальный размер образца при влажности W < 30%; r
0
– радиальный размер образца в абсолютно сухом состоянии. Поданным формулам, при известных значениях усушки или разбухания и объема (или размера) образца при одной из влажностей, может быть рассчитано значение другого объема (или размера








=
100
β
1
÷àñò
max
V
W
V
V
,








=
100
β
1
max max
0
V
V
V
,
100
β
1
÷àñò
max
V
W
V
V

=
,
100
β
1
max
0
max
V
V
V

=
,






+

=
100
α
1
÷àñò
0
V
W
V
V
,






+

=
100
α
1
max
0
max
V
V
V
,
100
α
1
÷àñò
0
V
W
V
V
+
=
,
100
α
1
max Аналогичные формулы могут быть получены для линейных размеров, например








=
100
β
1
÷àñò
ðàä
max
r
r
W
, Реальная интенсивность процесса усушки и разбухания различна на различных участках диапазона влажности от 0 донов упрощенных

12 расчетах, в том числе при решении задач, усушка и разбухание принимаются равно интенсивными на всем диапазоне. Поэтому коэффициент объемной усушки может быть рассчитан по формуле или по формуле где β
V max
– полная объемная усушка образца древесины β
V част – частичная объемная усушка образца древесины W
ПГ
– предел гигроскопичности, равный 30%; W – конечная влажность, до которой происходит усушка
(W < 30%). Коэффициент объемного разбухания рассчитывается по формуле или по формуле где α
V max
– полное объемное разбухание образца древесины α
V част – частичное объемное разбухание образца древесины W
ПГ
– предел гигроскопичности, равный 30 %; W – влажность, до которой происходит разбухание
(W < 30%). По аналогичным формулам вычисляются коэффициенты линейной усушки и разбухания. Величина усушки и разбухания древесины может быть рассчитана исходя из этих формул по диапазону изменения влажности и соответствующим коэффициентам, например или ПРИМЕРЫ
1
. Определить объемную усушку и коэффициент объемной усушки образца древесины ясеня, если при содержании в его древесине 33% свободной воды его объем был 15,7 см, а при влажности 8% составил 14,4 см

13 Решение Начальная влажность древесины составляет W = 30 + 33 = 63%. Усушка данного образца происходила в диапазоне влажности от 30 дои составила Коэффициент объемной усушки составит
38
,
0 8
30 8,3
β
ÏÃ
÷àñò
β
=

=

=
W
W
K
V
V
2. Определить толщину образца, выпиленного из еловой доски тангенциальной распиловки после ее высыхания до влажности 10%, если ее начальная толщина при влажности 118% составляла 77,7 мм, а коэффициенты усушки объемной 0,43, радиальной 0,15, тангенциальной 0,27. Решение Усушка по толщине доски тангенциальной распиловки будет происходить в радиальном направлении в диапазоне изменения влажности от 30 дои составит
%
0
,
3
)
10 Толщина доски при влажности 10% составит
ìì
4
,
75 100 0
,
3 1
7
,
77 100
β
1
÷àñò
ðàä
max
=





 −

=








= r
r
W
3. Размеры образца древесины клена при влажности 67 % были
a = 31,8 мм b = 31,2 мм c = 30,9 мм. При влажности 12 % размеры уменьшились и составили, соответственно a = 30,4 мм b = 29,0 мм c = 30,6 мм. Определить направления в древесине, которым соответствуют размеры образца. Решение При заданном изменении влажности в образце произошла частичная усушка. Изменение размеров составило Δa = 31,8 – 30,4 = 1,4; Δb = 31,2 –
– 29,0 =
2,2; Δc = 30,9 – 30,6 = 0,3. Исходя из закономерностей анизотропии усушки древесины, можно определить, что направление a соответствует радиальному, b – тангенциальному, c – продольному направлениям.
4. При содержании в древесине 11 % свободной воды радиальный размер образца древесины липы был 57,5 мм. Коэффициенты разбухания данной древесины объемного 0,48, радиального 0,17, тангенциального 0,31.

14 Определить радиальный размер образца после увеличения его влажности в
2 раза. Решение Начальная влажность древесины при содержании 11% свободной воды составляет W = 30 + 11 = 41%. После увеличения влажности в 2 раза влажность древесины составит 82%. Приданном изменении влажности в древесине происходит увеличение содержания только свободной воды разбухания древесины не происходит. Следовательно, размер образца не изменится и при влажности 82% составит 57,5 мм. Определение показателей плотности и пористости древесины и расчет массы и объема образцов К показателям, характеризующим плотность древесины, используемым при решении задач, относятся плотность древесины приданной влажности, базисная плотность баз, плотность древесины в абсолютно сухом состоянии и стандартная плотность Плотность древесины выражается в г/см
3
или в кг/м
3
Плотность древесины при любой влажности рассчитывается по уравнению, где m
W
– масса образца древесины при влажности W; V
W
– объем образца древесины при влажности W. При изменении влажности древесины значение этой плотности будет изменяться. Плотность древесины в абсолютно сухом состоянии и стандартная плотность являются разновидностями данной плотности. Они рассчитываются по формулам
0 0
0
ρ
V
m
=
,
12 12 12
ρ
V
m
=
, где m
0
– масса образца древесины при влажности W = 0%; m
12
– масса образца древесины при влажности W = 12%; V
0
– объем образца древесины при влажности W=0%; V
12
– объем образца древесины при влажности
W = 12%. Базисная плотность древесины не зависит от изменения влажности и рассчитывается по уравнению max
0
áàç
ρ
V
m
=
,

15 где m
0
– масса образца древесины при влажности W = 0%; V
max
– объем образца древесины при влажности W ≥ 30%. Из приведенных уравнений плотности можно определять значения массы или объемов образца, например max баз ,
0 0
0
ρ V
m

=
; баз ,
12 12 Для решения некоторых задач можно также использовать рассмотренные ранее уравнения влажности, усушки и разбухания. При решении задач не следует пользоваться различными формулами пересчета одной плотности в другую, поскольку в них часто используются допущения, противоречащие конкретным условиям задачи. Не следует пользоваться и различными табличными данными по породам, так как свойства конкретного образца могут сильно отличаться от значений, типичных для породы. Пористость древесины представляет процентное выражение количества пустот в данном объеме абсолютно сухой древесины При решении практических задач обычно используют более удобную но менее точную, особенно для древесины с большим содержанием экстрактивных веществ) формулу
%
,
100
ρ
ρ
1
Ï
ä.â
0








=
, где ρ
0
– плотность образца древесины в абсолютно сухом состоянии ρ
д.в
– плотность древесинного вещества для всех пород ρ
д.в принимается равной
1,53 г/см
3
(
1530 кг/м
3
). Изданной формулы, зная пористость, можно определить плотность абсолютно сухой древесины ρ
0
:





 ПРИМЕРЫ
1. Определить плотность образца древесины осины при влажности 40% и его базисную плотность, если при содержании в его древесине 47% свободной воды его масса была 7,05 г и объем 13,33 см
3
Решение:

16 Наличие в древесине 47% свободной воды соответствует влажности
W = 30 + 47 =
77%. При влажности более 30% объем древесины не изменяется и соответствует максимальному объему, то есть V
77
= V
40
= V
max
= 13,33 см
3
Масса образца в абсолютно сухом состоянии определяется по формуле
ã.
0
,
4 100 77 1
05
,
7 100 1
0
=





 +
=





 +Отсюда масса образца при влажности 40% составит
ã.
6
,
5 100 40 1
0
,
4 100 1
0
=





 +

=





 +Значения плотностей вычисляются по формулам
,
ã/ñì
420
,
0 33
,
13 6
,
5
ρ
3 40 40 40
=
=
=
V
m
ã/ñì
300
,
0 33
,
13 0
,
4
ρ
3
max
0
áàç
=
=
=
V
m
2
. Определить базисную плотность и пористость стандартного образца древесины ольхи, который при содержании в нем 6% свободной воды имел размеры a = 29,8 мм b = 20,3 мм c = 19,9 мм и массу 7,22 г. Коэффициент объемной усушки данной древесины 0,41. Решение Для определения базисной плотности и пористости необходимо знать
m
0
, V
max и Наличие в древесине 6 % свободной воды соответствует влажности
W = 30 + 6 = 36
%. При влажности более 30% объем древесины не изменяется и соответствует максимальному объему, то есть V
36
= Объем стандартного образца определяется перемножением размеров сторон и выражается в см V
36
= V
max
= 29,8·20,3·19,9 =
12038 мм
= 12,04 см
3
Объем образца в абсолютно сухом состоянии можно определить, используя уравнения полной объемной усушки и коэффициента объемной усушки
ÏÃ
β
max
β
W
K
V
V

=
,









=








=
100
K
1 100
β
1
ÏÃ
β
max max max
0
W
V
V
V
V
V
,
3 0
ñì
56
,
10 100 30 41
,
0 Масса образца в абсолютно сухом состоянии определяется по формуле

17
ã.
31
,
5 100 36 1
22
,
7 100 1
0
=





 +
=





 +Базисная плотность составит
ã/ñì
441
,
0 04
,
12 Плотность в абсолютно сухом состоянии составит
ã/ñì
503
,
0 56
,
10 31
,
5
ρ
3 0
0 Пористость данного образца древесины будет равна
%
1
,
67 100 1,53 0,503 1
100
ρ
ρ
1
Ï
ä.â
0
=






 −
=








=
3. Во сколько увеличится объем образца древесины бука, имеющего плотность в абсолютно сухом состоянии 0,659 г/см
3
и базисную плотность
0,55 3 г/см
3
, при его максимальном разбухании. Решение Объемы образца древесины в абсолютно сухом состоянии и при максимальном разбухании фигурируют в формулах плотности. По условию задачи масса образца неизвестна, но требуется определить не абсолютные значения объемов, а их относительное изменение. Поэтому выражаем объемы через плотности
áàç
0
max
ρ
m
V
=
,
0 Величина увеличения объема будет равна
19
,
1 0,553 0,659
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
:
ρ
:
áàç
0 0
áàç
0 0
0 0
áàç
0 При максимальном разбухании объем образца древесины увеличится в
1,19 раза.
4. Образец древесины сосны характеризуется пористостью 67,3 % и полным объемным разбуханием 14,7 %. Определить его плотность в абсолютно сухом состоянии и базисную плотность. Решение Из уравнения пористости можно определить плотность древесины в абсолютно сухом состоянии
ã/ñì
500
,
0 100 67,3 1
53
,
1 100
Ï
1
ρ
ρ
3
ä.â
0
=





 −

=





 −

=

18 По условию задачи объем образца неизвестен, но его можно выразить через ρ
0
, и α
V max
:
0 0
0
ρ
m
V
=
,






+

=






+

=
100
α
1
ρ
100
α
1
max
0 Отсюда базисная плотность равна
100
α
1
ρ
100
α
1
ρ
ρ
max
0
max
0 Подставляя известные значения, получаем
ã/ñì
436
,
0 100 14,7 1
500
,
0 100
α
1
ρ
ρ
3
max
0
áàç
=
+
=
+
=
V
5. Определить массу 18,5 м
3
древесины пихты при влажности 74%. Базисная плотность данной древесины 0,325 г/см
3
Решение: При влажности более 30% объем древесины не изменяется и соответствует максимальному объему, то есть V
74
= V
max
= 18,5 м
3
Масса данной древесины в абсолютно сухом состоянии, исходя из уравнения базисной плотности, составляет
êã
5
,
6012
ì
5
,
18
ì
êã
325
ρ
3 Масса при влажности 88% находится из формулы влажности
ò
10,46
êã
75
,
10461 100 74 1
5
,
6012 100 1
0
=
=





 +

=





 +

=
W
m
m
W
6. Определить объем 23,1 м
3
сырых березовых пиломатериалов после сушки до абсолютно сухого состояния, если базисная плотность этой древесины кг/м
3
, а плотность в абсолютно сухом состоянии 617 кг/м
3
Решение: Влажность сырых березовых пиломатериалов превышает 30%. При влажности более 30% объем древесины не изменяется и соответствует максимальному объему, то есть сырой
= V
max
= 23,1 м
3
Масса данной древесины в абсолютно сухом состоянии из формулы базисной плотности составит
êã
4
,
12566 1
,
23 Объем данной древесины в абсолютно сухом состоянии из формулы плотности в абсолютно сухом состоянии составит

19
ì
367
,
20 617 4
,
12566
ρ
3 0
0 Определение показателей звуковых свойств древесины и модуля упругости неразрушающим методом К звуковым свойствам древесины относятся скорость распространения звука в древесине, акустическое сопротивление, логарифмический декремент колебаний и акустическая константа. Скорость распространения звука Сможет определяться разными способами. Прямой способ предполагает измерение времени распространения упругой продольной волны по длине образца
τ
l
C
=
, где С – скорость звукам с l – длина образца (расстояние между датчиками, м τ – время распространения упругой волны, с. В достаточно длинном образце в направлении колебательного движения частиц материала (продольные волны) скорость звука может определяться по уравнению где С – скорость звукам с Е – динамический модуль упругости, Н/м
2
(=Па); ρ – плотность материала, кг/м
3
По резонансной частоте вынужденных продольных колебаний образца скорость звука определяется по формуле
,
2 где С – скорость звукам с l – длина образца (расстояние между датчиками, м ƒ
0
– резонансная частота, Гц. Зная скорость звука и плотность древесины, можно определить динамический модуль упругости без разрушения образца по уравнению
ρ
2

= Акустическое сопротивление R измеряется в Па·с/м и рассчитывается по формуле
ρ Логарифмический декремент колебаний δ это натуральный логарифм отношения двух амплитуд, отделенных друг от друга интервалом в один период. Он характеризует скорость затухания колебаний из-за потерь энергии на внутреннее трение. Измеряется в неперах (Нп) и рассчитывается по формуле

20
(
)
,
3
π
δ
0 где f
0
– частота резонансных колебаний, Гц и f
2
– частоты колебаний с амплитудой, равной половине резонансной, Гц. Показателем резонансной способности древесины является акустическая константа (константа излучения) Км кг · сиз данной формулы вытекает другая формула Древесина, обладающая резонансными свойствами, встречается не у всех породу ели, кедра, пихты акустическая константа резонансной древесины должна быть не менее 12. ПРИМЕРЫ

1. Определить акустическую константу древесины ели, если скорость распространения звука в ее древесине составила 5660 мс, а плотность
0,412 г/см
3
. Обладает ли данная древесина резонансной способностью Решение Акустическая константа данной древесины равна
7
,
13 412 Так как акустическая константа оказалась больше 12, данная древесина ели должна обладать резонансной способностью.
2. Определить динамический модуль упругости древесины дуба, если скорость распространения звука в его древесине составила 4790 мс, а плотность 685 кг/м
3
Решение: Динамический модуль упругости образца древесины дуба равен
ÃÏà
15,7 85 6
4790
ρ
2 2
=

=

= Определение показателей механических свойств древесины В предлагаемых контрольных заданиях представлены задачи по определению следующих механических свойств древесины прочность на сжатие, прочность на растяжение, прочность на статический изгиб, прочность на скалывание, ударная вязкость, твердость, износостойкость.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


написать администратору сайта