Способ определения плотности древесины Советский патент 1977 года по МПК G01N9/08 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

1

Изобретенне относится к лесоперерабатывающей, целлншозно-бумажтюй и гидролизной промышпеиности и может применяться на предприятиях, использующих древесину и отходы деревообрабопш как сырье для хикгаческой переработки и для 5 изготовления древесностружечных и древесноволокнистых шшт.

Известен стереометрический способ определения плотности, заключающийся в том, что для определения плотности древесины изготавливают Q образш 1 в форме правильной прнзмы размерами 20x20x30 мм и определяют объем образцов по стереометрическим формулам.

Однако способ ие является достаточно точным из-за ияшчкя на образцах повреждений, граней и jj трещин, которые увеличивают действительньш объем образца, и зшд1жа1вт действительную плотность, причем ошибка тем больше, чем меньше размеры образца 1J; , ,

Известен способ определения плотности дре- go весины, заключающийся в длительном вымачивании 1февесных образцов до полного насыщения влагой, взвешивании влажных образцов с последующим высушиванием до абсолютно сухого состояния и определении веса абсолютно влажного образца к 25

весу этого же образца в абсолютно сухом состоянии позволяет определить плотность древесшш (метод абсолютной влажности).

Определешае плотности древесины такнм способом длится от 10 до 20 суток {21.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения плотжкти щ евесияы по измерению выталкивающей силы воды, действующ на образцы, погруженные в воду. Способ включает взвешивание образцов на воздухе и предварительное замачивание их в воДе В течение 2-3 суток 1

На весы уста} ливают сосуд с sofvA в уравновешивают его грузом. Затем , в него погружают предварительно замоченный и вытертый насухо древесный образец, наколотый на иглу. Иглу с образцом закрепляют на штатив так, чтобы вода полностью покрыла образец и чггобы он не касался стенок и дна сосуда.

На погруженный образец действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости. Разделив величину вьггалкивающей силы на плотность воды при данной температуре, получают плотный объем данного образца. Зная вес образца до погружения его в воду, определяют плотность

дрсвеси1и 1| поде5шв вес образид )ia его шютный объем.

Недостатком этого способа является то, чт требуется предварительное замечание образцов в воде в течении 2-3 суток, так как древесина является по(жстым материалом и легко поглощает влагу, и применение для определения плотного объема только кусковых образцов.

. Целью изобретения является повышение экспрессности и точности определения плотности как кусковой, так и дробленой древесины.;

Это достигается тем, что погруженный в воду образец вьщерживают в воде в течении 3-5 мин, затем через фиксированные интервалы времени (S-10 мин) измеряют изменения выталкивающей воды, действующей на образец, в течении 3040 мин, и выталкивающую силу воды, действующую на образец в момент его погружения в воду, определяют по формуле

M n-jt-r,

п t 2Ai

где ДРп и ДРп1 - изменения выталкивающей илы воды за два последних интервала времени, г; Дт - интервал времени между двумя последними измерениями, мин;г - общее время ахождения древесины в воде, мнн;Рп - значение вьяалкивающей рилы воды, действующей на образец, в момент последнего измерения, г. Сущность способа заключается в следующем. Взвеалшают исходные образщл, нмерщие абсолютную влажность не менее 30% (Wo6c) Затем в воду погружают образец (или пробу дробленоцС древесиньцпомещенную в сетчатый сосуд) и жестко закрепляют на щтативе с помощью металлической иглы. В таком положении образец действует на весы только через слой воды , позтому масса погруженной в воду древесины во взвещивании не участвует. Влага частично проникает в поры древесины, увеличивая ее массу и также исключается из взведцивания. Объем же фсвесшпл при абсолютной; влажности свыще 30% остается неизменным. За счет проникщей в образец влаги уменьщается масса воды в сосуде, который находится на весах, что также обуславливает изменение равновесия весов, а следовательно, влияет на точность определения величины изменения выталкивающей силы. :

Процесс насыщения древесины влагой продолжается 20 и более суток, причем сначала поглощение влаги идет более интенсивно с постепенным замедлением по мере насыщения.

Процесс насыщения древесины влагой представляется в виде кривой линии. Учитывая, что предлагаемый способ определения плотности древесины длится всего 35-45 мин и является малой величиной по сравнению с 20 сутками, процесс поглощения влаги древесиной за этот промежуток времени можно считать прямо пропорциональным времени нахождения древесины в воде. При выдержке древесины в воде определяют скорость

поглощения влаги древесиной через равные промежутки времени (At 5-10 мин), на основании которой определяют величину изменения выталкивающей силы ДР за каждый последующий

отрезок времени (Д1 10 мин).

В первый период нахождения древесины в воде ее трещины и сколы запо;шены воздухом, постепенно вьщеляется в виде пузырьков и вносит больщую погрещность в определение выталкивающей силы. Поэтому для получения усредненного градиента скорости поглощения древесиной влаги, учитывают два последних значения изменения выталкивающей силы (ДР и ДРп.1), которые суммируют и делят на мин. Полутенную величину умножают на общее время нахождения древесины в воде и произведение суммируют с последним значением выталкивающей силы Ff). Таким обрезом, выталкивающую силу воды FO, которая должна действовать на образец (пробу) в моментпогружения его (ее) в воду находят по фсфмуле

ДГ + лТиt-tf,

.

К

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Берут технические весы 1-2-го класса точности, с пределом взвешивания не более 10 кг. На одну чащку весе устанавливают сосуд емкостью 5-6 л и в него наливают 3-4 л дистилированной воды. Сосуд с водой уравновешивают на весах грузом. Кусковый образец или пробу дробленой древесины предварительно взвеиошают с точностъю до 0,1 г. KycKOBWi образец накапьшают на иглу, а пробу дробленой древесшш эасьшают в специальный сетчатый сосуд закрывают крышкш и прикрепляют к штоку. Затем образец или прОбу погружают в сосуд с водой, установленный, на весах, и фиксируют время погружения. При погруженшцв воду производят несколько вращателышх движений образца (пробы) для быстрого удаления воздушной пленки с поверхности древесины. По окончании интенсивного выхоДа воздушных пузьфьков из воды, иглу с образцом (шток сетчатого сосуда) закрепляют на щтативе так, чтобы образец (сетчатый сосуд) был покрыт водой и не касался стенок и дна сосуда.

При погружении образца равновесие весов нарушается, так как погруженный образец (проба) вытесняет воду в количестве, равном объек погруженного в нее образца (пробы). Для определения выталкивающей силъ1, действующей на погруженную в воду древесину, весы снова приводят в равновесие. Сумма дополнительно установленных разновесов равна выталкивающей силе Р i. Время окончания уравновешивания весов записывают, и оно является началом отсчета времени для измерения изменений выталкивающей силы (to); ДХо составляет 3-5 мин.

Через каждые Ю мин определяют, на какую величину ДР изменилась выталкиваюишя сила Р, приведения весов в равновесие и записывают показания. Измерения продолжают до получения таких значаченкй AF, -когда за равные прюмежутки времени древесина поглощает одинаковое количество

Формула изобретения

Способ определения плотности древесины, основанный на измерении выталкивающей силы воды, действующей на погруженный в нее образец, с предварительным взвешиванием образид на воз духе, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности и точности определения плотности как кусковой, так и дробленой древесины, погруженный в воду образец выдерживают в воде в течение 3-5 мин, затем через фиксированные интервалы времени (5-10 мин) измеряют изменения выталкивающей силы воды, действую,щей на образец в течеиие,30-40 мин, н выталкивающую силу воды, действующую на образец в момент его погружения в воду, определяют по формуле

Г 21:ili.t.r /о 2.at ,

где и ДРп - изменения выталкивающей силы воды за два последних интервала времени, г;

At - интервал времени межад« двумя последними измерениями, мин,

т - общее время нахожденияОбразщ воде, мин

РП - значение выталкивающей Oitnu воды, действующей на образец в момент посяеднюо измерения, г.

Источники информации, пртшяте во внимание при зкспертнзе:

3.Полубояринов О.И. Плотность древесины. М,, Лесная промыщленность, Ш76 с. 19-21. влаги. Как показали опыты, 1Ц1Я измерения изменений вьяапкивающея силы достаточно 30-40 мин. В таблице представлены сравнительные данные определения плотности кусковых образцов древесины (во всех случаях - сосна) известным и предлагаемым способом.