Совершенствование технологии пропитки лиственных и тонкомерных хвойных лесоматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Есин, Григорий Юрьевич

• Есин, Григорий Юрьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Есин, Григорий Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Способы модифицирования древесины путем пропитки

1.1.1. Общие замечания

1.1.2. Способы пропитки древесины

1.1.3. Структура древесины

1.2. Математические модели пропитки древесины в поле центробежных сил

1.3. Выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ

2.1. Общая часть

2.2. Построение математической модели центробежной пропитки древесины

2.3. Реализация математической модели пропитки древесины

2.4. Выводы по главе

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Общие положения

3.2. Основное оборудование и приборы

3.2.1. Состав пропиточной жидкости

3.2.2. Экспериментальная установка

3.3. Поисковые экспериментальные исследования

3.3.1. Методика планирования и проведения поисковых экспериментальных исследований

3.3.2. Методика обработки результатов поисковых экспериментальных исследований

3.4. Экспериментальные исследования центробежной пропитки древесины

3.4.1. Методика проведения экспериментальных исследований по определению скорости центробежной пропитки

3.4.2. Методика обработки экспериментальных данных при исследовании

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Результаты поисковых экспериментальных исследований

4.2. Результаты экспериментальных исследований по центробежной пропитке

4.2.1. Результаты экспериментальных исследований по центробежной пропитке ели

4.2.2. Результаты экспериментальных исследований по центробежной пропитке сосны

4.2.3. Результаты экспериментальных исследований по центробежной пропитке осины

4.2.4. Результаты экспериментальных исследований по центробежной пропитке березы

4.3. Определение режимов работы оборудования для пропитки

4.4. Балансировка оборудования

4.5. Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ К РАБОТЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии пропитки лиственных и тонкомерных хвойных лесоматериалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одним из наиболее распространенных способов модификации древесины мягколиственных пород, а также тонкомерной хвойной древесины, с целью повышения ее эксплуатационных свойств, таких как, например, биостойкость и огнестойкость является пропитка древесины водными растворами различных солей. В настоящее время активно ведутся также исследования применительно к использованию для пропитки древесины, помимо водных растворов, синтетических и природных полимеров. Известны различные способы пропитки: вымачивание древесины, пропитка в барокамерах, пропитка древесины в пьезопериодическом поле в режиме «вакуум - давление вакуум - давление», автоклавный способ пропитки древесины по методу «давление - сброс - давление», пропитка в центробежных установках. Способ пропитки на центрифуге (центробежный способ) известен, апробирован и дает при обработке древесины хорошие результаты. Для указанного способа характерна возможность обеспечить равномерную сквозную пропитку, что позволяет в дальнейшем проводить механическую обработку пропитанных заготовок.

Однако, несмотря на значительный объем проведенных исследований, вопрос центробежной пропитки древесины исследован не полно. Существующие модели центробежной пропитки древесины требуют значительного объема дополнительных экспериментальных данных для их применения на практике. Вопрос кинетики центробежной пропитки исследован недостаточно, отсутствуют сравнительно простые зависимости, позволяющие на практике определить рациональные режимы обработки древесины на центробеж-

ных установках. Отсутствует методика, позволяющая установить рациональные режимы работы центрифуг для пропитки при варьировании длины и породы обрабатываемых сортиментов. Все это сдерживает развитие технологии модификации древесины путем пропитки и ограничивает практическое применение данного способа.

Таким образом, дальнейшее исследование процесса пропитки древесины мягколиственных пород и тонкомерной хвойной древесины в поле центробежных сил, дальнейшее совершенствование технологии пропитки лесоматериалов является актуальной практической задачей.

Степень разработанности темы исследования. Процесс центробежной пропитки древесины описан в общем виде. Отсутствуют необходимые для практических расчетов экспериментальные данные о фильтрационных характеристиках древесины. В научной литературе не приводится методика обоснования рациональных режимов работы оборудования (центрифуг) для пропитки древесины мягколиственных пород и тонкомерной хвойной древесины при варьировании длины пропитываемых сортиментов.

Цель работы. Повышение эффективности процесса центробежной пропитки лесоматериалов мягколиственных пород и тонкомерной древесины хвойных пород.

Задачи исследования. Задачи, требующие решения для достижения поставленной цели:

1. построить теоретическую модель процесса насыщения древесины жидкостью, позволяющую описывать кинетику центробежной пропитки при варьировании длины сортимента;

2. проанализировать влияние основных параметров процесса центробежной пропитки на время пропитки сортимента;

3. разработать методику экспериментальных исследований и опытную установку для изучения центробежной пропитки;

4. провести экспериментальные исследования центробежной пропитки древесины лиственных пород (осина, береза) и тонкомерной хвойной древесины (ель, сосна);

5. экспериментально определить степень заполнения жидкостью внутреннего пространства древесины при центробежной пропитке в зависимости от породы древесины;

6. экспериментально определить фильтрационные характеристики при пропитке древесины центробежным способом в зависимости от породы;

7. разработать рекомендации по определению рациональных с точки зрения времени режимов работы и конструктивных параметров центрифуг для пропитки при варьировании длины сортимента.

Научная новизна. Разработанные и исследованные модели процесса центробежной пропитки лиственных и тонкомерных хвойных лесоматериалов, расширяющие представления о теории движении жидкости в древесине, и устанавливающие рациональные конструктивные параметры и режимы работы оборудования для пропитки при варьировании длины и породы пропитываемого сортимента.

Теоретическая значимость работы. Разработанные математические модели процесса пропитки лесоматериалов в поле центробежных сил развивают теоретические представления о процессе центробежной пропитки древесины, позволяют проанализировать влияние основных параметров процесса центробежной пропитки на время обработки сортимента.

Практическая значимость работы. По результатам исследований установлена степень заполнения внутреннего пространства древесины пропи-

точной жидкостью, определены фильтрационные характеристики исследованных пород древесины (осина, береза, сосна, ель). Результаты работы позволяют обосновать рациональные режимы работы (частота вращения платформы) и конструктивные параметры (радиус платформы) центрифуг для пропитки лиственной и тонкомерной хвойной древесины при варьировании длины обрабатываемых сортиментов.

Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию производственными, проектными, научно-исследовательскими и учебными организациями лесной отрасли.

На защиту выносятся следующие положения:

1. математическая модель процесса центробежной пропитки лиственной и тонкомерной хвойной древесины;

2. установленные на основании реализации математической модели численные соотношения, определяющие время обработки древесины и параметры работы оборудования при заданной степени пропитки при варьировании длины и породы обрабатываемого сортимента;

3. результаты экспериментальных исследований степени (глубины) пропитки древесины в зависимости от ее породы;

4. результаты экспериментальных исследований по определению фильтрационных характеристик древесины березы, осины, сосны и ели;

5. методика определения рациональных режимов работы и конструктивных параметров оборудования для центробежной пропитки мягколист-венных и тонкомерных хвойных лесоматериалов.

Степень достоверности результатов исследования. Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена проведением экспериментальных исследований и подтвержденной при помощи методов математической статистики адекватностью полученных моделей.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: «Пути и опыт модернизации оборудования лесопромышленного комплекса», СПб, 2010, «Совершенствование и повышение надежности оборудования предприятий целлюлозно-бумажной и лесоперерабатывающей промышленности», СПб, 2011, «Леса России в XXI веке», СПб, 2011 - 2012; а также на научно - технических конференциях ле-соинженерного факультета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М. Кирова в 2010-2012 гг.

Часть материалов работы получена при выполнении НИР № 01201255482 «Разработка теоретических основ сквозных технологических процессов и модульных систем машин лесозаготовительного производства».

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1. Пропитка древесины 1.1.1. Общие замечания

В нашей стране сложились 4 направления модифицирования древесины с целью повышения ее эксплуатационных свойств, что особо актуально для лиственных пород, менее стойких к гниению (см. табл. 1.1), закрепленные в государственных стандартах: термохимическое, термомеханическое, химическое и химико-механическое. Таблица 1.1

Классы пород древесины по стойкости к гниению (ГОСТ 20022.2-80)

Класс Порода древесины

заболонь ядро

Стойкие Обыкновенная сосна, ясень Сибирская сосна (кедр), лиственница, обыкновенная сосна, дуб, ясень

Среднестойкие Ель, сибирская сосна (кедр), лиственница, пихта Ель, пихта, бук

Малостойкие Береза, бук, вяз, граб, дуб, клен Вяз, клен

Нестойкие Липа, ольха, осина Береза, липа, осина, ольха

Термохимическое модифицирование древесины заключается в пропитке сухой древесины мягких лиственных пород синтетическими мономерами и олигомерами (стирол, метилметакрилат, фурановые смолы, фенолос-пирты, полиэфирные смолы, мочевиноформальдегидные смолы и др.) с по-

следующими полимеризацией и отверждением термокаталическим или радиационным способами.

В семидесятых годах возникло, но не получило развития химическое модифицирование древесины ацителированием [60]. Известен способ химико-механического модифицирования древесины, включающий химическую пластификацию аммиаком и последующее уплотнение описан в [60].

Широкое распространение во второй половине XX века получило термомеханическое модифицирование (прессование) древесины, развитое в трудах П.Н. Хухрянского [51-54]. По этому способу древесину уплотняют в пресс-формах до требуемой плотности, затем наполняют антифрикционными составами. Недостаток способа - сложность и мелкая серийность производства и нестабильность материала в среде с переменной влажностью.

Получение модифицированной древесины с определенными физико-механическими свойствами осуществляется в двух направлениях:

а) пропитка натуральной древесины веществами, которые после отверждения или полной сшивки не изменяют химического состава древесины и молекулярного веса макромолекул, а только механически соединяются с компонентами древесины;

б) пропитка натуральной древесины веществами, которые вступают в химическое соединение с компонентами древесины и изменяют ее химический состав и макромолекулярный вес ее компонентов, образуя новый материал или химическое соединение.

В институте леса и древесины Сибирского отделения Академии наук СССР [60] получена модифицированная фурфуриловым спиртом древесина, имевшая разбухание в 5-6 раз меньше, чем натуральная; при этом значительно снизижалось водопоглощение и улучшались потребительские свойства древесины.

Известны исследования по модифицированию древесины термохимическим и радиационно-химическим способами, показавшие, что древесина, модифицированная фенолспиртами, смолой марки 248 и ПН-1 [60] обладает лучшими, по сравнению с натуральной, физико-механическими свойствами. Получило распространение модифицирование древесины термохимическим способом с применением различных синтетических смолам и составов на их основе. Модифицированная древесина в 7-10 раз разбухает меньше чем натуральная, при этом было установлено, что смола проникает в клеточные стенки.

Проведен ряд исследований по модифицированию древесины различных пород фенолоспиртами с последующей их поликонденсацией в древесине под действием повышенной температуры [40, 41, 42]. Исследования показали, что разбухание составило 1,4 - 2,1%, а натуральной контрольной - 912% соответственно в радиальном и тангенциальном направлениях. Климатические испытания модифицированной фенолоспиртами древесины на открытом воздухе в условиях г. Минска показали хорошие результаты [42]. Древесина достигла влажности 5-8%, размеры поперечного сечения увеличились от 1,2 до 2,0%. Полученные результаты подтвердили возможность эксплуатации ее в открытых атмосферных условиях.

1.1.2. Способы пропитки древесины

Государственным стандартом регламентированы следующие способы пропитки древесины (см. табл. 1.1). Таблица 1.1

Способы пропитки [ ]

Способ пропитки Варианты способа и условное обозначение Предпропиточная влажность изделий из древесины, %

Нанесение защитных средств на поверхность Погружение - НПп (индекс п -продолжительность погружения в секундах или минутах); Не более 30

нанесение кистью - НКк (индекс к - кратность обработки);

опрыскивание - НОк (индекс к - кратность обработки)

Вымачивание Вп (индекс п - продолжительность выдержки в часах) Не более 30

Прогрев -холодная ванна I - прогрев и пропитка осуществляются в одной ванне с заменой горячего раствора защитного средства холодным без обнажения изделий из древесины (ПВ) или заполнением ванны холодным раствором защитного средства после прогрева паром (1111В); Не более 30 при пропитке водорастворимыми защитными средствами и не более 25 - при пропитке маслами и органикорас-творимыми защитными средствами

II - прогрев и пропитка осуществляются в одной ванне с оставлением изделий из древесины в горячем растворе защитного средства до остывания (ПВ);

III - прогрев и пропитка осуществляются в двух ваннах с переносом пропитываемых изделий из одной ванны в другую (ПВ)

Вакуум -атмосферное ВАДВ Не более 30 при пропитке водораствори-

Способ пропитки Варианты способа и условное обозначение Предпропиточная влажность изделий из древесины, %

давление - вакуум мыми защитными средствами и не более 25 - при пропитке маслами и органикорас-творимыми защитными средствами

Автоклавная пропитка водорастворимыми защитными средствами под давлением ВДВ Не более 30

Диффузионный I - нанесение защитного средства на поверхность изделий -диффузионная выдержка (НОб-Дв); Не нормируется

II - нанесение на поверхность - гидроизоляция (НОб-Г);

III - нанесение на поверхность без диффузионной выдержки (НОб);

IV-пропитка бандажированием (Б)

Автоклавно-диффузионный I - пропитка в автоклаве способом ВДВ - диффузионная выдержка (ВДВ-Д); Не менее 50 для I варианта, не менее 80 - для II и III вариантов

II - паровакуумная подсушка -пропитка в том же автоклаве способом ДВ - диффузионная выдержка (ПВП-ДВ-Д);

III - паровакуумная подсушка - пропитка в том же автоклаве

Способ пропитки Варианты способа и условное обозначение Предпропиточная влажность изделий из древесины, %

способом ДВ - послепропи-точная тепловая обработка в том же автоклаве - выдержка в вакууме (ПВП-ДВ-ТВ)

Сушка-пропитка I - сушка в автоклаве пропиточной жидкостью под вакуумом - пропитка в том же автоклаве (СВ-ДВ); Для I и II вариантов не нормируется, для III варианта - не более 25 после сушки петрола-тумом

II - сушка в автоклаве пропиточной жидкостью при атмосферном давлении - пропитка в том же автоклаве (СА-ДВ);

III - сушка в ванне петролату- мом - пропитка в автоклаве пропиточной жидкостью (СП-ДВ)

Рассмотрим основные из них подробнее. Классификация существующих способов пропитки капиллярно-пористых структур, к которым относится и древесина, основана на трех основных физических явлениях, происходящих при пропитке [52,54-56]: перемещение жидкости под действием капиллярных сил, диффузное перемещение молекул или ионов пропитывающего вещества; перемещение жидкости под действием внешнего избыточного давления.

В строительстве, а также при проведении ремонтных работ получила распространение пропитка путем нанесения раствора на поверхность сортимента либо детали. Раствор наносится кистью или распрыскивается, при этом древесина должна быть сухой. Проникновение жидкости в древесину обеспечивается за счет капиллярных сил. Глубина пропитки составляет 1-2 мм для

здоровой и до 5 мм для старой, разрыхленной древесины. При пропитке погружением в ванну с кратковременной выдержкой в ней сортиментов проникновение жидкости происходит под действием капиллярных сил и, в меньшей степени, гидростатического давления. Глубина пропитки зависит от вязкости жидкости, проницаемости древесины (см. табл. 1.2) и срока выдержки. Для повышения интенсивности пропитки пропиточные жидкости подогревают. Таблица 1.2

Группы породы древесины по пропитываемости защитными средствами [ ]

Группа Порода древесины

заболонь ядро

легко пропитываемые Обыкновенная сосна, береза, бук -

умеренно пропитываемые Сибирская сосна (кедр), европейская лиственница, граб, дуб, клен, липа, ольха, осина Сибирская сосна (кедр), обыкновенная сосна, осина, ольха

трудно пропитываемые Ель, сибирская лиственница, пихта Ель, европейская лиственница, сибирская лиственница, пихта, береза, дуб, вяз, бук, ясень

Для защитной обработки уникальных деревянных построек без их разборки применяется панельная пропитка. К вертикальной или наклонной поверхности обрабатываемого объекта прикрепляют пропиточную панель, состоящую из плотно примыкающего к древесине внутреннего слоя (листов мягкого пористого материла, например фильтровальной бумаги) и наружного

водонепроницаемого слоя. Верхний конец внутреннего слоя опускают в раствор пропитывающего вещества, который находится в резервуаре над панелью. Раствор движется сверху вниз по панели и смачивает древесину. Пропитка происходит в основном под действием капиллярных сил. Продолжительность панельной пропитки зависит от требуемой ее глубины, состояния древесины (плотная, рыхлая), свойств пропитывающей жидкости и температуры окружающей среды. В среднем она колеблется от 15 до 30 суток.

К недостаткам капиллярных способов пропитки можно отнести их длительность и сравнительно небольшую глубину проникновения жидкости, что исключает последующую механическую обработку лесоматериалов. Область применения панельной пропитки ограничена неразборными конструкциями.

Диффузионная пропитка вымачиванием в растворе отличается от капиллярной пропитки с погружением в раствор начальной влажностью древесины и длительностью ее выдержки в ванне. В ванну с раствором антисептика загружают влажные сортименты, в этом случае проникновение защитного средства в древесину происходит путем диффузии. Длительность выдержки определяется в зависимости от требуемого уровня защищенности в соответствии с классом условий службы и колеблется от 2 - 3 часов до нескольких недел. Производительность ванн при этом способе пропитки невелика.

Пропитка нанесением паст применяется для консервирования небольших партий столбов (деталей опор линий электропередачи и связи.) Сырые окоренные сортименты обмазывают со всех сторон пастой, содержащей водорастворимый антисептик; затем их укладывают в плотные пакеты, тщательно укрывают гидроизоляционными чехлами из толя, рубероида или полиэтиленовой пленки и выдерживают (в теплое время года) в течении 2-3 месяцев. Затем пакеты раскрывают, столбы подсушивают на открытой площадке (5-7 суток) и отправляют потребителю.

Бандажную пропитку применяют для консервирования столбов различного назначения. Ее особенность состоит в том, что она происходит во время эксплуатации. При установке столбов в грунт их часть, наиболее подверженную загниванию (в зоне границы земля- воздух), обвертывают бандажом, т.е. лентой гидроизоляционного материала, на внутреннюю поверхность которой нанесена антисептическая паста.

Недостатки диффузионных способов пропитки аналогичны недостаткам капиллярных способов.

Пропитка в ваннах с предварительным нагревом имеет несколько технологических вариантов. Наиболее распространен вариант с использованием двух (горячей и холодной) ванн. Пакет пропитываемых сортиментов нагревают в ванне с горячей пропитывающей жидкостью, после чего перегружают в ванну с холодной жидкостью, при выдержке в которой и происходит непосредственно пропитка.

Реже применяют вариант с использованием одной (горяче-холодной) ванны. После прогрева загруженного в ванну пакета горячую жидкость в ней быстро заменяют холодной путем перекачки насосами. Качество пропитки здесь несколько выше, чем в первом варианте, что объясняется отсутствием контакта нагретой древесины с воздухом во время перегрузки, при которой в открытые полости клеток попадают воздушные включения, замедляющие движение жидкости в древесине.

Представляет интерес вариант с совмещением нагревания и камерной сушки. Штабель пиломатериалов или заготовок сразу после сушки в камере до требуемой для пропитки влажности (25 - 30 %) помещают в ванну с холодным пропитывающим раствором. После выдержки в ванне штабель вновь помещают в камеру и сушат до конечной (эксплуатационной) влажности.

Существуют и другие варианты рассматриваемого способа пропитки: нагревание и медленное охлаждение древесины в одной ванне без перекачки жидкости; пропитка в холодной ванне с предварительным диэлектрическим нагреванием древесины или нагреванием насыщенным паром в пропарочной камере. Эти варианты, однако, широкого промышленного распространения не нашли.

Пропитку древесины в ваннах с предварительным нагревом проводят преимущественно водорастворимыми веществами. Температуру горячей ванны поддерживают на уровне 90 - 95 °С, а холодной 20 - 30 °С. Продолжительность нагревания зависит от размеров сортиментов. Продолжительность выдержки в холодной ванне для сортиментов различной толщины составляет 1,5-4 часа.

Все рассмотренные выше способы по ряду причин имеют ограниченное промышленное применение. Диффузионная пропитка чрезвычайно длительна и требует больших затрат ручного труда. Кроме того, она возможна при использовании только неорганических водорастворимых пропитывающих веществ. Капиллярные способы пропитки малоэффективны, так как обеспечивают только поверхностную пропитку. Способ горячих и холодных ванн эффективнее капиллярных способов и применялся в прошлом достаточно широко. Однако, этот способ из-за малого избыточного давления не обеспечивает достаточной глубокой, а тем более сквозной пропитки, требуемой в ряде случаев для надежного консервирования и других технологических целей.

Одним из способов обработки древесины защитными составами является автоклавная пропитка. Этапы технологического процесса следующие: На первой стадии обрабатываемый материал помещается в специальную камеру, где создается вакуум, далее под воздействием вакуума в камеру обра-

ботки из резервуара поступает защитный состав. Затем создается гидравлическое давление, благодаря которому пропиточный раствор закачивается в подготовленные клетки древесины. Спустя некоторое время, необходимое для глубокого проникновения защитного средства в древесину, его перекачивают обратно в резервуар. В камере снова образуется вакуум, за счет которого с поверхности обрабатываемой древесины снимаются остатки пропиточного состава, после чего давление в камере восстанавливается до атмосферного. За счет разницы давлений (низкого внутри обрабатываемого материала и атмосферного в камере), защитный состав заполняет внутреннее пространство древесины. При использовании данного метода рекомендуется просушивать древесину, поскольку высокое содержание влаги может препятствовать проникновению защитного состава. Считается, что предпропиточная влажность древесины при таком способе пропитки не должна превышать 30%.

Пропитка центробежным способом основывается на взаимодействии находящихся в поле центробежных сил пропитывающей жидкости и капиллярно-пористой структуры. При использовании центробежного способа значительно сокращается продолжительность пропитки [34]. Способ центробежной пропитки на центрифуге известен, апробирован и дает при обработке древесины хорошие результаты [ ]. Указанный способ характерен тем, что обеспечивает равномерную сквозную пропитку.

1.1.3. Структура древесины

Породы, имеющие ядро, называются ядровыми. Из хвойных пород ядро имеют лиственница, сосна, кедр, тисс и можжевельники, из; лиственных — дуб, каштан съедобный, ясень, бархатное дерево, вяз, ильм, карагач, белая акация, фисташка, шелковица, гледичия, дзельква, платан, грецкий орех, то-

поли, черемуха, ивы, рябина, яблоня, кизил и др. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопро-водящих путей, отложении смолы и углекислого кальция, пропитке дубильными и красящими веществами, в результате чего цвет ядровой древесины изменяется, увеличивается ее плотность, стойкость против гниения и механические свойства. Образование ядра происходит различно в зависимости от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны.

Древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из нее тары под жидкие продукты и отрицательное — при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро играет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость; вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (у дуба, вяза).

Породы со спелой древесиной (центральная часть ствола отличается от периферической только меньшим содержанием воды в растущем дереве и называется в этом случае спелой древесиной) — спелодревесными; спелую древесину из хвойных пород содержат ель и пихта, а из лиственных — бук, осина и некоторые другие.

Если же между центральной и периферической частью нет разницы ни по цвету, ни по содержанию воды, породы называются заболонными. В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ. Заболонными являются многие лиственные породы (береза, ольха, липа, граб, клены, самшит, хурма, орешник, груша, хмелеграб, железное дерево и др.).

У многих пород годичный слой состоит из двух частей. Внутренняя, обращенная к сердцевине, более светло окрашенная и мягкая часть называет-

ся ранней древесиной (она образуется в первой половине вегетационного периода), а наружная, обращенная к коре, более темная и твердая часть — поздней древесиной. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено у хвойных пород (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — у многих лиственных пород, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом. Жесткость поздней древесины значительно выше, чем ранней. Характерно резкое различие строения поздней зоны предыдущего годичного слоя и ранней древесины последующего слоя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Есин, Григорий Юрьевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патякин В.И., Тишин Ю.Г., Базаров С.М. Техническая гидродинамика древесины. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 300 с.

2. Костин И.В. Повышение эффективности использования тонкомерной мягко-лиственной древесины путем обоснования технологии центробежного обезвоживания и пропитки. Автореферат дисс. к.т.н., Архангельск, 2011 - 20 С.

3. Куницкая O.A., Костин И.В., Бурмистрова С.С. Экспериментальные исследования показателей процесса центробежной пропитки лиственной древесины. - Братск: Системы.Методы.Технологии, 2012 № 2(14), С.106-113

4. Куницкая O.A. Моделирование различных способов пропитки древесины полимерами. - Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник-. 2011. № 3, С. 131-135.

5. Коршак A.B., Бирман А.Р., Коркка A.A., Селимов A.M. К вопросу повышения надежности оборудования лесоперерабатывающего комплекса. Известия Санкт-Петербургской Лесотехнической академии. Вып. № 191. СПб: ЛТА, 2010 г. С. 205-213.

6. Бирман А.Р., Белоногова H.A., Базаров С.М., Коркка A.A., Куницкая O.A. Устройство для пропитки лесоматериалов. Патент на полезную модель №95590. опубл. 10.07.2010 Бюл. № 19.

7. Блехман И.И. Вибрационная механика. М.: Машиностроение, 1994, 398 С.

8. Глазков С.С. Особенности механизма адсорбции олигомеров при модификации древесины методом пропитки. Сорбционные и хроматографиче-ские процессы. 2008. Т.8. Вып.З С. 447 - 453.

9. Глазков С.С. Применение олигомерных композиций для стабилизации фор-моустойчивости древесины низкосортных пород. - Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного вос-производства, использования и модификации древесины: Материалы Междунар. научн.-практ. конф., 13-16 июня 2000 г.: В 2-х т-Воронеж: ВГЛТА, 2000.-Т.2.-С. 124-127.

10. Bramhall, G. The validity of Darcy's law in the axial penetration of wood. Wood Sei. Technol. 5 (2): 121-134, 1971.

11. Drain, A.; Taverdet, J. L.; Vergnaud, J. M. 1988. Modeling the kinetics of moisture adsorption by wood. Wood Sei. Technol. 22: 11-20, 1974.

12. Барташевич A.A., Богомазов B.B. Технология изделий из древесины. -Минск: Вышэйшая школа, 1995.- 362 С.

13. Гусев Б.П. Стойкость деревянных конструкций, эксплуатируемых в производствах с химически агрессивными средами. Сб.: Повышение эффективности конструкционного использования древесины в строительстве. М.: Стройиздат, 1988. - С. 39-45

14. Ковальчук Л.М., Турковский С Б., Пискунов Ю.В. и др. Деревянные конструкции в строительстве. - М.: Стройиздат, 1995.- 246 С.

15. ГОСТ20022.2-80.

16. Завьялов А.Н. Проблемы и достижения в области химии и технологии древесного активного угля. (Обзорная информация). М.: ВНИПИЭлеспром, Лесохимия и подсочка, вып. 3, 1979, С.32.

17. Шамаев В. А. Модификация древесины. М.: Экология, 1991. - 128 С.

18. Шутов Г.М. Модифицирование древесины термохимическим способом (обзор, информ.) Минск: БелНИИНТИ, 1982.- 62 С.

19. Хрулев В.М., Машкин H.A., Маньшин А.Г. Облагороженная древесина для отделки зданий: Методические указания. Новосибирск: НИСИ, 1989.- 80 С.

20. Хрулев В.М., Машкин H.A., Дорофеев Н.С. Модифицированная древесина и ее применение. Кемерово: Кем. кн. изд-во, 1988.- 120 С.

21. Расев А.И. Некоторые задачи в области исследования процессов пропитки древесины. В кн. Химическая модификация древесины. - Рига: Знание, 1975.-С. 161-180.

22. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ. - М.: Мир, 1979.-568 С.

23. Гусев Н.Ф. Движение жидкости в древесине. - В кн.: Труды МЛТИ. Т.1. Вып. 1.-М., 1950.-48 С.

24. Чудинов Б.С. Вода в древесине. - Новосибирск: Наука, 1984. - 270 С.

25. ГОСТ 20022.6-93

26. Базаров С.М. Совершенствование технологических процессов обезвоживания и пропитки лесоматериалов силовыми полями различной физической приро-ды. Дисс. докт. техн. наук, СПб: ЛТА, 1999.

27. Базаров С.М. и др. К обезвоживанию и пропитке древесины в силовом механическом поле. — М.:ВНИПИЭИ, №2568, 1989.

28. Иванов Ю.М. и др. Ускоренный способ пропитки древесины в горяче-холодной ванне. —М.:Госстройиздат, 1958.

29. Ли Хунда. Повышение качества отделочных и конструкционных материалов из берёзы объёмной импульсной пропиткой водорастворимыми анти-пиренами и красителями. Дисс. канд. техн. наук, Томск: 2010. 112 С.

30. Rashmi R., Maji Т.К. Studies of properties of rubber wood with impregnation of polymer. Bull. Mater. Sci., Vol. 25, No. 6, November 2002, pp. 527-531. Indian Academy of Sciences.

31. Домбург Г.Э., Скрипченко T.M. и др. Взаимодействие древесины и ее компонентов с борной кислотой. Химия древесины. Рига: Знание, 1982. №3. -С. 110-125.

32. Базаров С.М. и др. К обезвоживанию и пропитке древесины в силовом механическом поле. — М.:ВНИПИЭИ, №2568, 1989

33. Базаров С.М. К вопросу определения параметров пропитки в силовом упругомеханическом поле. —М.:ВНИПИЭИ, №2701,1990

34. Кацадзе В.А., Виноградов Д.В. Центробежная пропитка древесины. Архангельск.: Лесной журнал, №3, 2007, с. 17-21.

35. Базаров С.М., Марков В.И., Патякин В.И. Элементы теории центробежной пропитки древесины. —М.:ВНИПИЭИ, №6,1989.

36. Патякин В.И. Проблема повышения плавучести круглых лесоматериалов. — М.: Лесная промышленность, 1976. 263 с.

37. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. — М.: Лесная промышленность, 1975. - 400 С.

38. Александров П.А. Экспериментальное исследование пропитки древесины. — В кн.:Новое в технике и технологии лесосплава. Под ред. В.И.Патякина. Л.:ЛДНТП, 1976. С. 36 - 38.

39. Базаров С.М., Вараварин С.В., Меньшиков В.Н. К эволюции лесных ресурсов и заготовительных производств. — СПб.:ЛТА, вып.3/161, 1995. С. 65-71.

41. Баженов В.А. Водопроницаемость древесины. - В кн.: Труды Института леса. Т.9- 1953.-с. 186-204.

42. Baily P.J., Preston R.D. Some Aspects of Softwood Permeability. II Flow of Polar and Non Polar liquids Sapwood and Heartwood of Douglas Fir. // Holzforschung. 1970. В 24, H 2, P. 34-45.

43. Stamm A.J. Penetration of Hardwoods by Liquids. - Wood Sci. and Tehnol. 1973/ V 7, №4, p. 285-296.

44. Харук E.B. Проницаемость древесины газами и жидкостями. - Новосибирск: Наука, 1976. - 190 С.

45. Kelso W.C., Gertjejausen R.O., Mossfeld R.L. The effect of air blockade upon the Permeability of Wood to liquids. - Univ. Minn. Agr. Exp. Sta. Teach. Bull/№242. 1963, p. 210.

46. Stamm A.J. Penetration of Hardwoods by Liquids. - Wood Sci. and Tehnol. 1973/V 7, №4, p. 285-296.

47. Аравин В.И., Нумеров C.M. Теория движения жидкостей и газов в не-деформируемой пористой среде. - М., 1953. - С. 45-58.

48. Sucoff E.J., Chen P.Y. S., Hossfeld R.L. Permeability of Unseasoned Xylem of Northern white cedar. Forest. Prood. J. 1965, V 15, №8, p. 321-324.

49. Sian J. F. Flow in Wood Syracuse. 1971, p. 41-55.

50. Prak A.L. Unsteady - State Gas Permeability of Wood. - Wood Sci. and Technol. 1970. V4, №1, p.50-69.

51. Resch A. Unsteady - State Flow of Compressible Fluid through Wood. -For. Prood. J. 1967. VI7, №3, p.48-54.

52. Миронов В.П. Исследование закономерностей перемещения влаги в древесине в зависимости от температуры и влажности. Труды ЦНИИМОД. — М.:ГЛБИ, 1950.

53. Самойленко, П.И. Сборник задач по физике с решениями для техникумов Текст. / П.И. Самойленко.- М.: Изд-во «Мир и образование», 2003.- 256 С.

54. Никитенко, В.А. Конспект лекций по физике для поступающих в вуз Текст. / В.А. Никитенко, А.П. Прунцев. М.: Изд-во МИИТ, 2002.-161 С.

55. Соболев, A.B. Исследование коэффициентов диффузии антипиренов в шпоне разных пород: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / A.B. Соболев. М., 2004. —17 С.

56. Справочник по высшей математике / Сост. М.Я. Выгодский. М.: Наука, 1966.-872 с.

57. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Э. Камке. М.: Наука, 1976. - 576 с.

58. Давыдов АЛО. Теория капиллярных явлений. — М., 1951.

59. Де Уист Р. Гидрогеология с основами гидрологии суши. — М.:Мир, 1969.

60. Сивухин, Д. В. Общий курс физики Текст. / Учебное пособие. В 5-ти кн. / Д.В. Сивухин. -М.: Физмалит, 1989

61. Демидович Б. М. Краткий курс высшей математики -М.: Наука,-1986. -575 С.

62. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, Физматлит, 1973. - 832 с.

63. Богунов H.A., Бондарев A.C., Боревич Е.З., Доценко МЛ. Методические указания к выполнению типовых расчетов по курсу «Высшая математика» (Ряды. Дифференциальные уравнения). JL, 1987.

64. Базаров С.М., Дмитриева И.Н., Патякин В.И. Построение и совершенствование теоретической модели течения жидкости в древесине в поле центробежных сил. — М..-ВНИПИЭИ, 1981.-21 с.

65. Пановко Л.Г. Механика деформируемого твердого тела: Современные концепции, ошибки и парадоксы. М.: Наука, 1985. - 288 С.

66. Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления." М.: 1978.

67. Айвазян С.А. Статистическое исследование зависимости. М.: Металлургия, 1968.

68. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М., МГУ, 1972.

69. Плохинский H.A. Математические методы в биологии. М.: Мир, 1972.

70. Дьяконов В.П. Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании. М.: Солон-Пресс, 2006, 720 С.

71. Говорухин В.Н., Цибулин В. Г. Введение в Maple. Математический пакет для всех. М.: Мир, - 1997. - 287 С.

72. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов (Пер. с англ.). М.: Наука, 1970. - 287 С.

73. Федоров В. В. Последовательные методы планирования экспериментов при изучении механизма явлений // Новые идеи в планировании эксперимента: Сб. трудов. — М.: Наука, 1969. С. 46 - 72.

74. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения / Б.Н. Уголев, издательство: МГУЛ, 2005. -340 С.

75. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. Учебник для вузов.-2-e изд., и доп. / Б.Н. Уголев. М.: Лесн. пром-сть, 1986. — 368 С.

76. Разработка способов модификации малоценных пород древесины: Отчет НИР/ отв. исп. Н.С. Мовнин. Л.: ЛТА, 1971.-199 С.

77. Карпов. A.C., Цветков. Е.И. Влагометрия, качество, конкуренция. Методы и средства развития конструктивной конференции на российском рынке контроля влажности древесины. СПб.: 1997 г. - 66 С.

78. Карпов A.C. Технологический контроль влажности древесных частиц при их сушке. Дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. JL: JITA, 1983 г. - 278 С.

79. Родионов П.М. Основы научных исследований. - JL: JITA, 1989. - 99 С.

80. Гуров СВ. Планирование и статистическая обработка результатов экспериментов. Методические указания. — С-Пб.:ЛТА. — 31 С.

81. Гусаров В.М. Теория статистики. М.: Аудит, 1998. - 247 С.

82. Вайнберг Дж., Шумекер Дж. Статистика. М.: Статистика, 1979. 389 С.

83. Сиденко В.М., Грушко И.М., Основы научных исследований. Харьков, 1977. 197 с.

84. Кирсанов М.Н. Maple 13 и Maplet. Решение задач механики. М.: Физ-матлит, 2010, 349 С.

85. Справочник по прикладной статистике. Б 2-х т./ Под ред. Э.Ллойда и У.Ледермана. М.: Финансы и статистика, 1989. Т. 1 - 510с., т. 2. - 526 С.

86. Брич М. А., Кожин В. П., Щитников В. К.//Исследование кинетики процесса пропитки древесины/ М. А. Брич, В. П. Кожин, В. К. Щитников// Моделирование и эксперимент. Инженерно-физический журнал. Минск: 1999. - Том 72. № 4. 618 - 626 С.

87. Патякин В. И., Минаев А. Н., Угрюмов Б. И. Взаимодействие потока жидкости с погруженным в нее телом: Монография. -СПб.: СПбГЛТА, 1999. 92 С.

88. Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика / Пер. с англ. М.: Наука, 1990.-383 С.

89. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова H.B. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. - 544 С.

90. Дьяконов В.П. Maple 9 в математике, физике и образовании. М.: СО-ЛОН-Пресс.- 2004. - 624 С.

ш