Коэффициент теплопроводности древесины

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Коэффициент теплопроводности древесины λ, Вт/(м ^оС), показывает количество теплоты, которое проходит в секунду через стену из древесины площадью 1 м², толщиной 1 м при разности температур на противоположных сторонах стенки 1 ^оС. Он зависит от породы древесины, влажности, температуры, плотности, структурного направления. Определение λ производят с помощью диаграммы (рисунок 3).

Рисунок 3 - Диаграмма коэффициента теплопроводности древесины березы ρ _б = 500 кг/ м³ в направлении поперек волокон (λ_т)

Коэффициент теплопроводности любой породы определяется по следующей формуле

λ = λ_т× К_p×К_х, (1.6)

где λ_т - коэффициент теплопроводности, определенный по диаграмме, по заданной влажности и средней температуре;

К_p - коэффициент, учитывающий влияние плотности, определяется по таблице 1.2 с учетом базисной плотности породы;

К_х - коэффициент, учитывающий структурное направление (радиальное, тангенциальное, вдоль волокон).

Таблица 1.2 – Значение коэффициента k_ρ

Радиальноенаправление (К_х = К_r)

В этом случае, коэффициент, учитывающий структурное направлениеволокон древесины вычисляют по формуле

К_r = (1 - S) +S∙ λ_║/λ_┴ , (1.7)

где S - объемная доля сердцевинных лучей;

λ_║/λ_┴ - отношение коэффициента теплопроводности вдоль и поперек волокон древесины.

Величину S принимают равной: для сосны, ели, пихты, кедра - 0,05; лиственницы - 0,1; осины - 0,11; ясеня - 0,12; дуба, бука - 0,2.

Величина λ_║/λ_┴ равна: для дуба - 1,5; ясеня, лиственницы, бука - 1,8; для всех остальных пород - 2.

Тангенциальное направление (К_х = К_τ)

Величину К_τ принимают равной: для ели, пихты, кедра - 1,07; сосны - 1,1; лиственницы - 1,15; для всех лиственных пород - 1.

Направление вдоль волокон (К_х = К _║)

В этом случае, коэффициент, учитывающий направление волокон, вычисляют по формуле

К _║ = (1- S)∙ λ_║/λ_┴ +S. (1.8)

Практическое занятие 2

Расчет процессов теплообмена древесины при граничных условиях I, III рода. Термическое сопротивление древесины (8 ч)

Цель занятий: научиться производить расчеты процесса нагревания (охлаждения) древесных сортиментов и дифференциальной теплоты в процессе теплообмена при граничных условиях I и III рода, а также освоить методики расчета строительной теплофизики.

Каждому студенту выдают индивидуальные контрольные задания по расчету нагревания (охлаждения) древесных сортиментов и дифференциальной теплоты при граничных условиях I и III рода, термодинамике влажного воздуха, термическому сопротивлению ограждающих конструкций из древесины.

Нагревание (охлаждение) древесных сортиментов при

Граничных условиях I рода

Граничные условия I рода имеют место при теплообмене древесины в жидкой среде или в процессе её нагревания в насыщенном паре с конденсацией. Расчет в данных условиях представляет собой решение критериального уравнения:

К = f (F₀; r/R) - для неограниченного цилиндра;

K = f (F₀; x/R) - для неограниченной пластины.

При тепловой обработке древесины, которая выполняется при граничных условиях I рода, наиболее часто требуется установить следующий параметр - время, которое необходимо для нагревания древесины в заданной точке сортимента до требуемой температуры t_x. Этот расчет выполняется следующим образом.

Последовательность расчета:

1 Для древесины заданной породы, влажности и средней температуры необходимо определить следующие параметры:

1.1 Коэффициент теплопроводности древесины - λ. (Его вычисляют по формуле (1.6) и диаграмме, представленной на рисунке 3.)

1.2 Удельную теплоемкость древесины - с. (Определяют по диаграмме, приведенной на рисунке 1.)

1.3 Плотность древесины - ρ_w. (Определяют по диаграмме, приведенной на рисунке 2.)

2 Рассчитать безразмерную температуру:

при нагревании , (2.1)

при охлаждении , (2.2)

где t_c - температура среды;

- температура в заданной точке сортимента;

t_о - начальная температура древесины.

3 Рассчитать коэффициент температуропроводности древесины а, м²/с.

а = λ/сρ_w. (2.3)

Размерность удельной теплоемкости должна быть – Дж/(кг∙град).

4 Вычислить безразмерную координату, которая составляет:

для неограниченного цилиндра - r/R; (2.4)

для неограниченной пластины - x/R. (2.5)

где R - определяющий размер сортимента, м;

r, x - расстояние от центра до заданной точки.

5 По номограмме, приведенной на рисунке 4, определить численное значение F_о критерия (критерий Фурье).

а

а

б

Рисунок 4 - Номограмма зависимости К = f (х/R; F_о) при граничных условиях I рода: а - неограниченная пластина; б - неограниченный цилиндр

6 Из формулы критерия Фурье (формула 2.6) определить искомое время (τ).

F_о = аτ /R², (2.6)

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности