Элементы теории пропитки древесины в центробежном поле

Древесина представляет собой капиллярно-пористое коллоидное тело со сложным анатомическим строением. Исходя из общего характера анатомического строения древесины, как капиллярно-пористой структуры, можно выделить два основных типа движения: капиллярный и пористый. Первый тип движения описывается уравнениями динамики слоистых течений, второй – аналогами фильтрационных уравнений.

Исследуя процесс глубины проникновения жидкости в древесину, П. С. Серговский построил формулу пропитки:

AP x = z ---1 ,

Ц

где x – глубина проникновения жидкости;

z – радиус капилляров пропитываемой древесины;

Δ P – перепад давления по глубине Х;

μ – вязкость пропитываемой жидкости; t – время пропитки.

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что в начальной фазе пропитки древесины, имеющей пористую структуру, движение пропиточной жидкости в первом приближении может быть описано уравнением фильтрации, уравнением Дарси:

• V =- K A P ,

Y x где К – коэффициент фильтрации;

• γ – удельный вес жидкости.

С учетом действия капиллярных сил линейное уравнение фильтрации будет выглядеть следующим образом:

V = - K

d

Г P 2^ )+---

I Y Y r )

dx

где σ – поверхностное натяжение жидкости.

В первом приближении примем линейный закон изменения давления по глубине пропитки, поэтому скорость движения фронта пропитывающей жидкости в древесине будет определяться выражением:

AP - —

V = - K----r-

Y-x

,

глубина пропитки равна

x = V -1.

Поэтому скорость заполнения пористой структуры

V ²

или

¹ Автор – доцент кафедры промышленного транспорта и геодезии

2^ kF + —

- K----z-

Y" t

V = i - K

,

kF + 2^

z

Y-1

Видно, что скорость пропитки в данный момент обратно пропорциональна корню квадратному от времени пропитки.

Глубина пропитывания древесины будет определяться следующим соотношением:

t

x = j Vdt или в рассматриваемых условиях пористой пропитки x = АлЦ,

где параметр пропитки

2^AF + —

A = 2-

-K

Y

z

В. И. Марков . Элементы теории пропитки древесины в центробежном поле

Для удельного объема пористой структуры древесины изменение плотности в результате заполнения пропиточной жидкостью характеризуется выражением:

t

Δρ= ρ∫Vat = ρAу/t,

где ρ – плотность жидкости пропитки.