Способ определения истинной плотности древесины Российский патент 2024 года по МПК G01N9/10 G01F17/00 

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 способ определения истинной плотности древесины, включающий подготовку образцов древесины, сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии, помещение их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание предельно насыщенных образцов древесины, измерение их объема с последующим вычислением 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 (Патент № 2779377 РФ, МПК G01F 17/00, G01N 9/10, G 01 N 33/46. Способ определения истинной плотности древесины / Гайнуллин Рен.Х., Гайнуллин Риш.Х., Цветкова Е.М., Макаров А.А., Еросланов А.В. № 2021132351; Заявл. 08.11.2021; Опубл. 06.09.2022; Бюл. № 25).

Недостатком данного способа является невозможность учета массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов.

Технический результат - повышение точности определения истинной плотности древесины с учетом массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов.

Технический результат достигается тем, что после подготовки образцов, их сушки и взвешивания в абсолютно сухом состоянии, помещения их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивания предельно насыщенных образцов и измерения их объема, осуществляют последующую повторную сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии образцов и вычисление истинной плотности древесины по формуле где - масса абсолютно сухого образца древесины до помещения в сосуд с жидкостью, - плотность жидкости, - объем насыщенного жидкостью образца древесины, - масса предельно насыщенного жидкостью образца древесины, - масса абсолютно сухого образца древесины после сушки предельно насыщенного образца.

Предлагаемый способ позволяет определять истинную плотность древесины с учетом массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов.

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 Высушенные образцы взвешивают, определяя массу в абсолютно сухом состоянии , и помещают в эксикатор, наполненный жидкостью известной плотности , где происходит насыщение древесных образцов. Степень насыщения определяют периодическим взвешиванием до тех пор, пока масса образцов не достигнет максимальной . 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 . После этого предельно насыщенные образцы повторно подвергают сушке при температуре 103±2°С до влажности с последующим взвешиванием массы в абсолютно сухом состоянии.

Математически проделанные операции имеют следующее обоснование. Истинную плотность древесины определяют отношением массы абсолютно сухого образца к истинному объему древесины

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 определяют разностью между объемом насыщенного образца и объемом поглощенной жидкости

Необходимо принять во внимание, что при размещении древесины в среде различных жидкостей происходит не только процесс ее насыщения, но и экстракция (растворение и вымывание) из нее растворимых компонентов. Экстрагированные компоненты древесины замещаются жидкостью, в среде которой находится образец.

С учетом этого объем поглощенной жидкости будет складываться из объема пор древесины и объема, экстрагированных из нее компонентов:

где - масса предельно насыщенного жидкостью образца древесины,

- масса абсолютно сухого образца древесины до помещения в сосуд с жидкостью,

- масса абсолютно сухого образца древесины после сушки предельно насыщенного образца,

- плотность жидкости.

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

Использование данного способа позволит определять истинную плотность древесины с учетом массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов.

Изобретение относится к лесной отрасли и может использоваться во всех областях исследования или применения древесины. Способ определения истинной плотности древесины заключается в том, что после подготовки образцов, их сушки и взвешивания в абсолютно сухом состоянии, помещения их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивания предельно насыщенных образцов и измерения их объема, осуществляют последующую повторную сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии образцов и вычисление истинной плотности древесины по формуле где - истинная плотность древесины, - масса абсолютно сухого образца древесины до помещения в сосуд с жидкостью, - масса предельно насыщенного образца древесины, - масса абсолютно сухой древесины после сушки предельно насыщенного образца, - плотность жидкости, - объем предельно насыщенного образца. Технический результат - повышение точности определения истинной плотности древесины с учетом массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов.

Способ определения истинной плотности древесины, включающий подготовку образцов, их сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии, помещение в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание предельно насыщенных образцов и измерение их объема, отличающийся тем, что с целью с учета массы экстрагируемых из древесины растворимых в жидкостях компонентов осуществляют последующую повторную сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии образцов, при этом истинную плотность древесины определяют по формуле

где m₀ - масса абсолютно сухого образца древесины до помещения в сосуд с жидкостью,

ρ_ж - плотность жидкости,

V_max - объем насыщенного жидкостью образца древесины,

m_max - масса предельно насыщенного жидкостью образца древесины,

m₁ - масса абсолютно сухого образца древесины после сушки предельно насыщенного образца.