Способ определения истинной плотности древесины Российский патент 2022 года по МПК G01F17/00 G01N9/10 G01N33/46 

Изобретение относится к лесной отрасли и может использоваться во всех областях исследования или применения древесины.

Известен способ определения истинной плотности древесины, предусматривающий подготовку образцов, нагнетание в них ртути под большим давлением, определение объема израсходованной ртути и вычисление показателя плотности по формуле , где – истинная плотность древесины, – масса абсолютно сухого образца древесины, – объем образца древесины, – объем пор образца, заполняемые ртутью (Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 160 с., с. 29).

Недостатками данного способа являются большая погрешность ввиду недостаточной проникающей способности ртути в мельчайшие поры древесины, а также невозможность дальнейшего использования образца из-за наличия остатков ртути в древесине, искажающих ее свойства.

Наиболее близким по технической сущности является метод максимальной влажности, включающий подготовку образцов, помещение их в сосуд с дистиллированной водой до момента достижения ими максимальной влажности, взвешивание образцов при максимальной влажности, взвешивание образцов после высушивания до абсолютно сухого состояния и вычисление взаимосвязанных показателей по формуле , где – максимальная влажность образца древесины, – условная плотность образца древесины, – истинная плотность древесины (Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 160 с., с. 22, 23).

Недостатком данного способа является замена определения объемов образцов их массой, а также применимость формул только при насыщении древесины водой.

Технический результат - повышение точности определения истинной плотности древесины при насыщении ее различными жидкостями.

Технический результат достигается тем, что после подготовки образцов последовательно осуществляют их сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии, помещение их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание предельно насыщенных образцов, измерение объема образцов и вычисление истинной плотности древесины по формуле , где – истинная плотность древесины, – масса абсолютно сухого образца древесины, – масса предельно насыщенного образца древесины, – плотность жидкости, – объем предельно насыщенного образца.

Предлагаемый способ позволяет определять истинную плотность древесины с большей точностью при насыщении ее различными жидкостями.

В патентной и научно-технической литературе подобного способа определения истинной плотности древесины не обнаружено.

Согласно предложенному способу определение истинной плотности древесины может осуществляться следующим образом.

Первоначально изготавливают образцы древесины, например, стандартных (ГОСТ 16483.1-84 «Древесина. Метод определения плотности») размеров 20×20×30 мм (последний размер вдоль волокон древесины), которые помещают в сушильный шкаф, где происходит их сушка при температуре 103±2°С до влажности =0%. Высушенные образцы взвешивают, определяя массу в абсолютно сухом состоянии , и помещают в эксикатор, наполненный жидкостью известной плотности , в котором происходит насыщение древесных образцов. Степень насыщения определяют периодическим взвешиванием до тех пор, пока масса образцов не будет постоянной . Затем производят измерение линейных размеров предельно насыщенных жидкостью образцов, например, с помощью штангенциркуля марки ШЦЦ-I-125 с точностью измерения до 0,01 мм. По измеренным линейным размерам, путем их перемножения, определяют объем предельно насыщенных жидкостью образцов .

Математически проделанные операции имеют следующее обоснование. Истинная плотность древесины определяется отношением массы абсолютно сухого образца к истинному объему древесины :

. (1)

После помещения образцов в эксикатор с жидкостью последняя проникает в поры древесины, заполняя все пустоты. В зависимости от применяемой жидкости древесина в процессе насыщения может разбухать. Поэтому после насыщения образца древесины жидкостью истинный объем определится разностью между объемом насыщенного образца и объемом поглощенной жидкости :

. (2)

В свою очередь объем поглощенной жидкости можно определить по выражению:

, (3)

где – масса предельно насыщенного жидкостью образца древесины,

– масса образца древесины в абсолютно сухом состоянии,

– плотность жидкости.

С учетом (2) и (3) выражение (1) для определения истинной плотности древесины примет вид:

. (4)

где – истинная плотность древесины, – масса абсолютно сухого образца древесины, – масса предельно насыщенного образца древесины, – плотность жидкости, – объем предельно насыщенного образца.

Использование данного способа позволит определять истинную плотность древесины с большей точностью при насыщении ее различными жидкостями.

Работа выполнена с использованием ресурсов ЦКП «Экология, биотехнологии и процессы получения экологически чистых энергоносителей» Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение № 075-15-2021-674).

Изобретение относится к лесной отрасли и может использоваться во всех областях исследования или применения древесины. Способ заключается в том, что после подготовки образцов последовательно осуществляют их сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии, далее производят помещение их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание предельно насыщенных образцов, измерение объема образцов и вычисление истинной плотности древесины по формуле , где – истинная плотность древесины, – масса абсолютно сухого образца древесины, – масса предельно насыщенного образца древесины, – плотность жидкости, – объем предельно насыщенного образца. Технический результат - повышение точности определения истинной плотности древесины при насыщении ее различными жидкостями.

Способ определения истинной плотности древесины, включающий подготовку образцов древесины, помещение их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание образцов древесины, отличающийся тем, что подготовленные образцы древесины сначала подвергают сушке и взвешиванию в абсолютно сухом состоянии с последующим их помещением в сосуд с жидкостью известной плотности и достижением ими предела насыщения, а после взвешивания предельно насыщенных образцов древесины дополнительно осуществляют измерение их объема, при этом истинная плотность древесины определится по формуле:

,

где – истинная плотность древесины, – масса абсолютно сухого образца древесины, – масса предельно насыщенного образца древесины, – плотность жидкости, – объем предельно насыщенного образца.